Évaluation de la contribution des mousses à la survie et la croissance de semis forestiers en revégétalisation minière

L’industrie minière représente une part importante de l’économie canadienne et québécoise, et génère de nombreux emplois. Le Québec à lui seul représente plus de 80% du produit intérieur brut (PIB) généré par les activités d’exploitation et d’exploration minières au Canada. Avec environ 200 sites d’exploitation actifs au Québec et près de 350 sites abandonnés sous la responsabilité de l’État en 2024, cette industrie a cependant des impacts importants sur le paysage québécois. Depuis 2013, les compagnies minières ont l’obligation de présenter un plan de restauration de leur site lors de la fermeture à n’importe quelle étape de l’exploitation. Ce plan doit inclure la revégétalisation de l’ensemble des sites perturbée par l’exploitation. Afin de respecter la biodiversité régionale et éviter l’introduction d’espèces envahissantes, l’utilisation de plantes indigènes devraient être privilégiée. La revégétalisation des sites miniers pose de nombreux défis. Le sol pauvre et bien drainé et l'exposition élevée au soleil et au vent rendent l’introduction directe des plantes supérieures (arbres et arbustes) sur les stériles miniers difficile, avec généralement des taux de mortalité élevés pendant la première année après plantation. L'approche la plus simple pour améliorer la survie des plantes supérieures consiste à amender le sol avec de la matière organique avant la plantation afin d'augmenter la rétention d'eau et la disponibilité des nutriments, notamment l’azote qui est fortement limitant en milieux boréaux. Cependant, cette méthode a des coûts environnementaux et économiques élevés. Dans ce mémoire, j’ai exploré la possibilité d’utiliser des mousses, petites plantes non vasculaires, comme alternative aux amendements organiques pour favoriser la survie de plantes supérieures introduites sur des stériles. Les mousses sont abondantes en forêts boréales où de nombreuses activités minières sont implantées au Québec. Elles forment des tapis denses qui améliorent l’humidité du sol et sont une source de nutriment, en particulier l'azote, grâce à la fixation biologique de l'azote. En milieu naturel, ce sont également des substrats privilégiés pour la germination de plantes supérieures. En utilisant une approche de mésocosme, j’ai testé les bénéfices de l'utilisation de mousses à la survie de plantes supérieures plantées sur des résidus miniers. J’ai évalué deux espèces de bryophytes : Racomitrium canescens, une espèce de début de succession, et Pleurozium schreberi, une espèce de fin de succession, en combinaison avec trois espèces de plantes supérieures (Pinus banksiana, Rhododendron groenlandicum et Populus balsamifera). J’ai également évalué deux techniques distinctes d’application des mousses: étaler uniformément des fragments à la surface du sol et regrouper les fragments autour de la tige de la plante. J’ai spécifiquement évalué les bénéfices de la présence des mousses et du type d’application des brins sur la survie et la croissance des plantes (Pinus banksiana, Rhododendron groenlandicum et Populus balsamifera), sur les flux d’azote dans le sol et les plantes, et sur la composition du microbiome de la rhizosphère. L'impact des bryophytes sur la survie et la croissance des plantes ainsi que sur la composition du microbiome de la rhizosphère a été limité pendant la courte période (6 mois) de l'expérience. Les plantes avaient des taux de survie élevées dans nos conditions expérimentales. Cependant, les résultats ont montré que R. canescens fixait beaucoup plus d'azote que P. schreberi sur du matériel de stérile minier. Au contraire, P. schreberi a libéré plus d'azote dans le sol que R. canescens, probablement en raison d'une mortalité plus élevée et d'une plus faible tolérance à la dessiccation conduisant à la lixiviation de l'azote des cellules endommagées. Ces résultats montrent que les bryophytes sont une source d’azote pour le sol et potentiellement les plantes. Ceci pourrait mener à des taux de survie et des croissances plus robustes en conditions réelles de revégétalisation des stériles.

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