Qualité des substrats pour la croissance et la nutrition de l'épinette noire en régénération dans les pessières noires à mousses sujettes à l'entourbement

Dans la forêt boréale de l'est du Canada, la baisse de la ressource en bois incite l'industrie forestière à récolter la forêt vers la limite nordique des forêts dites commerciales et dans des peuplements moins productifs. Dans la pessière noire à mousses de l'ouest du Québec, et plus particulièrement dans la région de la ceinture d'argile, une proportion importante des volumes de coupe qui sont attribués à certaines compagnies forestières se retrouvent dans des tourbières boisées (i.e., pessière noire sur sol organique) des peuplements moins productifs que ceux sur sol bien drainés. La ceinture d'argile est une vaste région
\nsituée de chaque côté de la frontière du Québec et de l'Ontario. Cette région est caractérisée par des dépôts importants laissés par les lacs proglaciaires et possède un sol minéral riche en argile et en limon. En plus, le passage d'une deuxième réavancée glaciaire dans une portion
\ndu territoire a eu pour conséquence de compacter le sol minéral et de le rendre difficilement perméable. Ces caractéristiques font de cette région un endroit propice à l'entourbement (i.e., accumulation de matière organique) et à la formation de tourbières. L'entourbement est favorisé par le relief relativement plat, la présence de dépressions, les conditions climatiques de la forêt boréale, le faible potentiel d'évapotranspiration de l'épinette noire, et la litière récalcitrante de la plupart des espèces (arbres et arbustes) présentes. Enfin, le taux
\nd'accumulation de matière organique est également affecté par la présence de perturbations naturelles (e.g., feu, chablis, insectes) ou humaines (e.g., coupe, drainage, préparation de terrain). Dans cette région, le feu est l'agent perturbateur majeur. Des travaux récents ont mis
\nen évidence que l'entourbement successionnel (i.e., temps depuis le dernier feu) est fréquent sur ce territoire et que l'absence d'une perturbation du sol sur ce type de peuplement pourrait réduire éventuellement la productivité de ces sites. Le passage d'un feu sévère perturbe la
\ncouche de bryophytes, réduit l'épaisseur de l'horizon organique et augmente généralement la productivité des conifères. D'un autre côté, au Québec, la méthode de coupe la plus utilisée en forêt boréale est la coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS). La CPRS
\nest souvent effectuée au cours de l'hiver dans cette région. Ce traitement perturbe très peu le sol mais favorise la croissance des sphaignes au détriment des mousses hypnacées, ce qui a pour effet de favoriser la conversion d'un peuplement forestier en une tourbière boisée. Par conséquent, l'utilisation de cette méthode de coupe est remise en question dans la ceinture d'argile et plus particulièrement dans les sites susceptibles à l'entourbement. Afin d'améliorer la productivité de ces sites, une approche qui s'inspire des effets d'un feu sévère a été proposée. Elle implique l'utilisation de la préparation de terrain mécanique et/ou le brûlage dirigé. Toutefois, avant d'utiliser ces techniques sylvicoles, il est essentiel de 1) déterminer l'origine de l'entourbement (topographique vs successionnelle) puisque le choix du traitement sylvicole en dépendra; et 2) connaître l'impact à moyen terme de ce genre de perturbation sur le sol et la végétation. On doit pouvoir déterminer les types de
\nsubstrats disponibles, le potentiel de croissance des substrats qui seront exposés, et le type de végétation compétitrice présent. L'évaluation à moyen terme est également importante puisque les conditions environnementales (e.g., drainage, type de mousse, etc.) peuvent évoluer avec le temps depuis la perturbation. Les principaux objectifs de ce projet de doctorat étaient: 1) déterminer à l'aide de géostatistiques l'origine de l'entourbement dans deux sites; 2) identifier les meilleurs micro-sites pour la croissance de l'épinette noire dans la ceinture d'argile sept ans après perturbation (feu et CPRS); et 3) mesurer l'effet du contrôle du Rhododendron groenlandicum (ancien nom Ledum groanlandicum) sur la croissance de l'épinette noire. Notre étude propose les géostatistiques comme des outils utiles pour déterminer
\nl'origine de l'entourbement et pour planifier la préparation de terrain. Nos résultats suggèrent que dans le site 2 (coupé en 1997), l'entourbement est d'origine topographique, alors que dans le site 1 (brûlé en 1997), l'entourbement serait d'origine successionnelle (avant la
\nrécente perturbation). Donc, dans le site 2, la présence d'une couche épaisse de matière organique peu décomposée et de la nappe phréatique plus près de la surface limitent
\nl'utilisation de la machinerie lourde pour la préparation de terrain et réduisent les chances de succès d'un brûlage dirigé. Inversement, dans le site 1, la matière organique accumulée est mieux décomposée et le milieu est plus sec. Ces conditions sont plus favorables à la croissance de l'épinette noire et augmentent le succès de la préparation de terrain. Nos expériences sur les substrats de croissances montrent que la croissance de semis d'épinette noire est supérieure dans les matériaux fibriques formés de Pleurozium schreberi (frais ou décomposés) que dans les matériaux formés de sphaignes (fraîches ou décomposées). De plus, la croissance de l'épinette noire est très faible, voir nulle dans le sol minéral et dans la tourbe humique (i.e., matière organique bien décomposée). Nos résultats montrent également l'importance de l'azote et du phosphore pour la croissance. Bien que les peuplements d'épinettes noires semblent uniformes et homogènes à première vue, l'étude rétrospective sur le terrain nous a permis de découvrir qu'en réalité la pessière à mousses de l'ouest au Québec est très hétérogène, et que la croissance de l'épinette noire est très variable et difficilement explicable sur la base de variables environnementales. Enfin, les faibles différences observées dans les taux de croissance entre les substrats en surface sur le terrain
\nsuggèrent que les substrats en profondeur sont de meilleurs indicateurs pour déterminer le potentiel nutritif. Dans la forêt boréale au Québec, le Rhododendron groenlandicum est considéré comme une espèce compétitrice et par conséquent comme une espèce ayant un impact négatif sur la croissance de l'épinette noire. Bien que ce constat soit fondé sur très peu d'études, le contrôle mécanique du Rhododendron se voulait un choix logique pour augmenter la croissance de l'épinette noire. Pourtant, nos résultats démontrent que le contrôle mécanique du Rhododendron a diminué la croissance (approx. 25%) de l'épinette noire. Par conséquent, nos résultats suggèrent que le contrôle mécanique du Rhododendron ayant pour but d'accroître la croissance de l'épinette noire peut s'avérer inutile pour certains sites. Puisque le Rhododendron croît sur différents types de sites, il est probable que la présence de cette espèce ne soit pas nécessairement un indicateur de problème avec la régénération (croissance et germination) de l'épinette noire. Pour conclure, ce projet a mis d'abord en évidence le besoin d'effectuer des travaux supplémentaires pour mieux identifier sur le terrain les sites propices à une remise en production et les sites entourbés de façon permanente. Nos résultats remettent également en question l'utilisation de la CPRS. Par conséquent, nous recommandons: 1) l'utilisation de la préparation de terrain (mécanique ou brûlage dirigé) pour favoriser la croissance du Pleurozium schreberi au détriment des mousses de sphaignes (fraîches et décomposées), et pour prévenir l'accumulation excessive de matière organique; 2) d'éviter l'exposition du sol minéral et de la tourbe humique sur de grande surface; 3) la sélection des micro-sites lors de
\nla plantation; et 4) d'éviter le contrôle mécanique de la tige du Rhododendron.

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