Dynamique holocène des feux de forêts à la limite nordique de la forêt commerciale québécoise

Suite à la conférence de Rio en 1992, le Québec a adhéré aux principes du développement durable, notamment en adoptant un projet de loi sur les forêts en 1996. C’est aussi dans ce contexte que la limite nordique des forêts commerciales a été créée en 2000. Le climat moins propice au développement de forêts économiquement rentables et la haute fréquence des feux ont été les critères principaux pour déterminer la position de la limite nordique de la forêt commerciale au niveau du 51e parallèle Nord. Au cours des 50 dernières années, des échecs de régénération ont été mis en évidence après le passage d’un feu, transformant la pessière à mousses en pessière à lichens, moins productive. L’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre comment les forêts évolueront dans la zone de la limite nordique d’exploitation face aux changements dans le régime des feux en réponse aux changements climatiques en cours. Les travaux ont porté sur la reconstitution des historiques de feux au cours de l’Holocène de onze lacs en Jamésie selon un gradient Sud-Nord du 49e au 53e parallèle Nord. 
\nUne des approches permettant de reconstituer la dynamique des feux de forêts au cours du temps est fondée sur la quantification et l’analyse des charbons de bois préservés dans des dépôts lacustres. Cette méthode s'appuie sur le principe que les feux locaux (dans le bassin versant du lac) peuvent être reconstitués à partir de pics d'accumulation de charbons de bois qui se déposent dans les sédiments lacustres après feux. Pour identifier les feux locaux, les enregistrements de charbons de bois doivent être traités statistiquement, notamment pour en retirer le bruit de fond issu du ruissèlement de surface, de remaniements sédimentaires ou de transport à longue distance. Ces traitements statistiques sont généralement réalisés à l’aide du logiciel CharAnalysis. Malgré une utilisation répandue, des biais restent présents dans l’analyse des charbons pour reconstituer les feux. Premièrement, les résultats dépendent fortement des choix faits au cours du traitement statistique. Des fenêtres temporelles de différentes largeurs peuvent être utilisées dans la reconstitution des épisodes de feu pour modéliser le bruit de fond. Deuxièmement, des transports à longue distance (5-20 km) de charbons ont été rapportés, qui rendent difficile la différenciation des feux locaux et régionaux. Cette thèse comprend ainsi un volet méthodologique visant à évaluer l’impact de ces deux biais dans l’analyse des séries de charbons de bois lacustres pour en améliorer l'interprétation. Nous avons comparé les historiques de feux des 150 dernières années reconstitués à l’aide de séries de charbons de bois issues de deux lacs avec les reconstitutions dendrochronologiques des feux dans les bassins versants correspondants. L'indice signal-sur-bruit (Signal to Noise Index, SNI) a été utilisé afin d’évaluer la qualité des reconstitutions. Un SNI > 3 permet de considérer positivement les événements de feux reconstitués. Nos résultats ont montré que pour mieux assurer la reconstitution des feux récents, la fenêtre la plus courte pour modéliser le bruit de fond qui permet d’atteindre des SNI > 3 devrait être sélectionnée, plutôt que de chercher à atteindre des valeurs de SNI maximales. 
\nDes trappes lacustres installées dans sept lacs nous ont permis d’étudier la dispersion et la déposition des charbons de bois pendant trois années consécutives. Les pics d’accumulation de charbons étaient liés autant à des feux locaux (dans le bassin versant des lacs) que régionaux (jusqu’à 32 km de distance). Cependant, les feux régionaux étaient caractérisés par une plus grande proportion de petites particules dans les séries de charbons de bois. Nous avons mis en évidence que l’analyse de la distribution de la taille des particules de charbon doit être réalisée sur les pics de charbons détectés par CharAnalysis pour discriminer les feux locaux réels des feux régionaux. 
\nNous avons reconstitué l’historique des feux de 11 lacs au nord, près et au sud de la limite nordique de la forêt commerciale. Les historiques des feux des forêts au nord et près de la limite nordique de la forêt commerciale montrent les mêmes tendances que pour les forêts plus au sud, avec une augmentation des occurrences de feu à partir de 7000 ans avant nos jours pour atteindre un maximum entre 4000-3000 ans avant nos jours, suivi d’une diminution à la fin de l’Holocène. Cependant, les écosystèmes situés au nord de la limite de la forêt commerciale semblent plus affectés par les changements climatiques. Dans une configuration d’augmentation de l’activité des feux dans les prochaines décennies, il est conseillé de conserver la limite nordique des forêts commerciales à sa position actuelle.

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