Le bois mort, la biodiversité associée et la décomposition de bois dans les forêts d'épinette noire aménagées et non aménagées du nord-ouest du Québec

Le bois mort est un habitat important pour une grande partie de la biodiversité de la forêt et recèle le potentiel de jouer un rôle essentiel dans le cycle des éléments nutritifs de la forêt. La coupe forestière réduit considérablement la quantité de bois mort et menace de nombreuses espèces adaptées à cette ressource forestière. Plusieurs de ces espèces associées au bois mort sont perçues comme pouvant jouer un rôle prépondérant dans la décomposition de celui-ci. Les stratégies d'exploitation forestière actuelles visent la conservation à grande échelle d'attributs forestiers pour atténuer les effets négatifs sur les fonctions et la biodiversité des écosystèmes. Ainsi, les stratégies d'aménagement écosystémique se basent sur les patrons et processus naturels observés à l'échelle du paysage. Cette thèse vise à approfondir les connaissances en liens avec le bois mort, la biodiversité et les fonctions écosystémiques dans un paysage dominé par l'épinette noire Picea mariana (Mill.) BSP. Cette thèse est divisée en trois chapitres. Le chapitre 1 décrit la dynamique du bois mort dans un écosystème dominé par l'épinette noire. Le développement de la structure des peuplements de pessière noire à mousses est unique. Après un feu de forêt sévère, le peuplement se renouvelle et des épinettes noires de même âge forment une forêt dense après 75-100 ans. Ensuite, si la période sans feu se prolonge, la paludification réduit la productivité du peuplement, ce qui résulte à long terme en une forêt de structure hétérogène et éventuellement à une phase de rétrogression. Au cours de ce processus, de grandes quantités de bois mort sont créées sur des échelles de temps relativement courtes. J'ai mesuré l'entrée dans le système et la décomposition du bois mort dans une chronoséquence s'étalant sur plus de 2000 ans à l'aide de peuplements d'épinette noire issus de feu et sujets à la paludification. Les taux d'entrée et de décomposition du bois mort étaient les plus élevés lors du stade d'ouverture de la canopée et décroissaient dans les vieilles forêts paludifiées. J'ai aussi pu démontrer que la décomposition du bois mort était retardée de 6-7 ans. Ce décalage permet une colonisation du bois mort par des organismes décomposeurs, permet un préconditionnement du bois par des décomposeurs spécialisés et permet une réduction de la teneur en humidité dans le bois. Toutefois, une grande quantité du bois mort créé se fait ensevelir au sol par l'épaisse couche de matière organique en croissance dominée par les sphaignes. Bien que ce taux d'ensevelissement par an soit relativement faible par rapport à la quantité de bois décomposé, le fait que ce bois persiste durant des siècles dans la matière organique fait qu'une grande quantité de biomasse de bois mort se retrouve enfouie dans les vieux peuplements, ce qui représente une grande quantité de carbone ligneux stocké dans les peuplements les plus âgés qui compense pour la diminution de la captation de carbone associée à la baisse de productivité du peuplement. Dans le chapitre 2, je m'efforce de relier les changements de la structure de peuplement avec la dynamique du bois mort et les communautés de coléoptères et de champignons qui y sont associées. J'ai utilisé une série de coupes partielles, de coupes totales et de témoins non coupés qui variaient en termes de microclimat et de disponibilité de bois mort, ce qui s'est traduit par des différences dans les assemblages et les taux de croissance des organismes décomposeurs. Les principaux effets des coupes forestières incluent une augmentation du taux de capture des coléoptères se nourrissant du bois mort et une présence accrue du champignon Gloeophyllum sepiarium. J'ai aussi trouvé des taux significativement plus élevés de décomposition du bois dans les coupes totales, attribués à l'accumulation de beaucoup plus de degrés-jours pour les champignons. J'ai résumé les liens en présentant une série de modèles causaux démontrant les effets des changements de la structure du peuplement sur la composition et l'abondance relative des organismes décomposeurs et les effets subséquents sur les taux de décomposition. Ces modèles ont également démontré les effets directs des changements de la structure du peuplement sur les taux de décomposition, bien que ceux-ci soient probablement aussi le résultat du réchauffement et de la dessiccation du bois mort conduisant à des taux de croissance plus élevés des organismes décomposeurs. Dans le chapitre 3, j'évalue une stratégie d'aménagement écosystémique quant à sa capacité à imiter les vieilles forêts en utilisant des espèces associées au bois mort en tant qu'indicateurs. Dans les pessière noire à mousses de l'ouest du Québec, les peuplements perdent naturellement environ la moitié de leur biomasse ligneuse vivante sur une période de 50 à 70 ans. J'ai comparé les changements dans les assemblages d'espèces le long d'un gradient naturel de succession avec les changements résultant de la coupe partielle et de la coupe totale, avec l'hypothèse que la récolte par coupe partielle engendrerait des changements analogues à ceux de la succession forestière naturelle. J'ai trouvé des changements clairs et constants chez les assemblages de coléoptères associés au bois mort et les champignons en réponse à la succession naturelle. Les réponses observées face à la coupe partielle n'étaient pas analogues à celles issues de la succession naturelle et se rapprochaient plutôt de la coupe totale. Je décrirais ces nouvelles communautés comme étant un mélange très varié d'espèces : 1) généralistes qui sont restées après la coupe; 2) colonisatrices d'habitats ouverts, et 3) d'espèces préétablies associées aux vieilles forêts mais en déclin en raison de la coupe. Je conclus ce chapitre avec des recommandations précises sur la façon dont la coupe partielle pourrait émuler les vieilles forêts lors de futurs essais d'aménagement écosystémique. Les résultats de cette thèse améliorent à la fois notre connaissance de la dynamique du bois mort et celle sur la biodiversité associée au bois mort en pessière noire à mousses en plus de dresser un cadre d'évaluation de stratégies d'aménagement écosystémique en utilisant la biodiversité associée au bois mort. Je démontre clairement que la transition de forêts denses équiennes vers des vieilles forêts hétérogènes représente aussi une période de transition dans la dynamique de bois mort et de la biodiversité qui y est associée. L'émulation de cette transition est le but des stratégies actuelles d'aménagement écosystémique dans la région. Les connaissances issues de cette thèse vont grandement améliorer notre capacité à mettre en œuvre ces stratégies d'aménagement spécifiquement dans les forêts d'épinettes noires et à savoir comment la biodiversité associée au bois mort peut être un indicateur efficace afin de tester d'autres stratégies d'aménagement.

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