La recherche en Écosystèmes et Environnement au sein de la DRF du MRNF : des résultats d’importancedans un contexte d’aménagement durable des forêts…

La recherche en Écosystèmes et Environnement au sein de la DRF du MRNF : des résultats d’importancedans un contexte d’aménagement durable des forêts…

Catherine Périé, biol. Ph. D.Catherine.perie@mrnf.gouv.qc.ca

Catherine Périé, biol. Ph. D.Catherine.perie@mrnf.gouv.qc.ca

Québec, le 20 octobre 2005Québec, le 20 octobre 2005

Plan de la présentationPlan de la présentation

1. Présentation de l’équipe Écosystèmes et Environnement

2. Impact de l’EPC sur la diversité végétale et la fertilité des sols

Organigramme de la DRFOrganigramme de la DRF

Bureau du directeurG. Gaboury

Service du soutien scientifiqueD. Robitaille (11 prof.; 22 tech.)

Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologieR. Jobidon (18 prof.; 40 tech.)

Service de la sylviculture et du rendement des forêtsR. Bellemare (21 prof.; 41 tech.)

Crénaux de recherche au sein du SGRECrénaux de recherche au sein du SGRE

Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologieR. Jobidon

Amélioration Génétique

Écosystèmes et environnement

Environnement forestier

Géomatique

Production de semences et de plants

Projets de recherche en É & E, en 2005Projets de recherche en É & E, en 2005

• Une dizaine de projets suivis par l’équipe;

• La liste, avec le contexte de l’étude et ses objectifs est disponible dans le répertoire des projets de la DRF(http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/recherche/repertoire-projets-2005-2006.pdf)

Projets de recherche en É & E, en 2005Projets de recherche en É & E, en 2005

Amélioration de la fertilité des écosystèmes forestiers par l’amendement et la fertilisation (J-D Moore)

Cartographie des charges critiques en relation avec les précipitations acides (R. Ouimet)

Monitoring du RÉSEF (R. Ouimet) : envahissement du hêtre dans les érablières dépérissantes (L. Duchesne)

Évaluation du bilan de carbone dans les terres boisées, reboisées et déboisées au Québec (S. Tremblay)

Impacts de l’EPC sur la diversité végétale et la fertilité des sols, deux critères associés au développement durable des forêts (C. Périé)

Amélioration de la fertilitédes écosystèmes forestiers…Amélioration de la fertilitédes écosystèmes forestiers…

Effet de la fertilisation sur la nutrition, la croissance et la vigueur des arbres;

J-D Moore J. Gagné M. St-Germain

Moore, J.-D. and R. Ouimet. Long-term effects of liming on the nutrition, vigor and growth of sugar maple at Duchesnay, Québec, Canada. (Soumis au CJFR )

Cartographie des chargescritiques…Cartographie des chargescritiques…

R. Ouimet J. Noel

Ouimet, R. 2005. Cartographie des charges critiques d’acidité des forêts : 2ième approximation.Rapport interne n°487. DRF. Gouvernement du Québec. 48 p.

Améliorer l’estimation des CC;Impacts du dépassement des CCIdentifier moyens de mitigation

Le RÉSEF…Le RÉSEF…

J. Martineau B. ToussaintL. Duchesne

Duchesne, L., Ouimet, R., Moore, J-D and Paquin, R. Changes in structure and composition

of maple–beech stands following sugar maple decline in Québec, Canada. For. Ecol. Manage. 208: 223-236

Mieux comprendre l’impact des perturbations sur les peuplements naturels;Élaborer des méthodes de diagnostic de l’état de santé des écosystèmes;

Étudier l’évolution des pools de carbone dans des friches reboisées;Étudier l’évolution des pools de carbone dans des friches non reboisées;

Les pools de C dans les terres reboisées du Bas St-Laurent…Les pools de C dans les terres reboisées du Bas St-Laurent…

Tremblay, S., Périé, C. and Ouimet, R. 2005. Changes in Organic Carbon Storagein a 50-year White Spruce Plantation Chronosequence Established on Fallow Land in Québec, Canada.Soumis au CJFR

É. Gaillard J-P MottardS. Tremblay

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Veg

Lit

Sol

Kyoto

Plan de la présentationPlan de la présentation

1. Présentation de l’équipe Écosystèmes et Environnement :Sa position au sein de la DRFLes projets de recherche poursuivis en 2005-2006Quelques résultats…

2. Impact de l’EPC sur la diversité végétale et la fertilité des sols

J. Claveau J-P. Mottard

• EPC : 2ième traitement en importance après la CPRS (+/- 105000 ha 2003/2004; 95 % en forêt publique)

•• DiversitDiversitéé biologiquebiologique ainsi que le maintien et lle maintien et l’’amaméélioration de llioration de l’é’état et tat et de la productivitde la productivitéé des des éécosystcosystèèmes forestiersmes forestiers sont 2 des 6 critères de l’aménagement forestier durable

ProblématiqueProblématique

Sur la diversité végétale (Alaback andHerman, 1988; Halpern and Spies, 1995; Thomas et al., 1999) :

Modifie la structure; Favorise l’apparition d’espèces héliophiles

ProblématiqueProblématique

Sur les sols (Sinclair, 1992; Briggs and Limin, 1994; Rothe et al., 2002; Thibodeau et al. 2000) :

+ : apport subi d’une importante quantité de débris ligneux;- : remontée de la nappe phréatique sur les sites mal drainés;- : élimination de l’apport annuel de litière facilement décomposable;

Alaback, P.B., and F.R. Herman. 1988. Long-term response of understory vegetation to stand density in Picea-Tsuga forests. Can. J. For. Res. 18:1522-1530. Briggs, R.D., and R.C.J. Limin. 1994. Soil drainage class effects on early response of balsam fir to precommercialthinning. Soil Sci. Soc. Am. J. 58:1231-1232. Rothe, A., J. Ewald, and D.E. Hibbs. 2003. Do admixed broadleaves improve foliar nutrient status of conifer tree crops ? For. Ecol. Manage. 172:327-338. Sinclair, T.R. 1992. Mineral nutrition and plant growth response to climate change. J. Exp.Bot. 43:1141-1146. Thibodeau, L., P. Raymond, C. Camiré, and A.D. Munson. 2000. Impact of precommercial thinning in balsam fir stands on soil nitrogen dynamics, microbial biomass, decomposition, and foliar nutrition. Can. J. For. Res. 30:229-238. Thomas, S.C., C.B. Halpern, D.A. Falk, D.A. Liguori, and K.A. Austin. 1999. Plant diversity in managed forest : understory responses to thinning and fertilization. Ecol. Appl. 9:864-879.

1. Apporter des connaissances quant à l’effet de différentes intensitésd’EPC:

sur la diversité végétale et la richesse floristique des différentes strates de la végétation; sur la fertilité des sols.

2. Étudier l’influence d’individus feuillus sur la nutrition foliaire des résineux.

ObjectifsObjectifsÀ l’échelle régionale

À l’échelle provinciale

1. Connaître l’impact de l’EPC sur la diversité végétale des différentes strates de végétation;

2. Vérifier si la composition initiale du peuplement influence la réaction du peuplement à l’EPC en terme de diversité végétale.

Dispositif expérimental (région)Dispositif expérimental (région)

Dispositif expérimental (région)Dispositif expérimental (région)

Témoin (26050; 12633)

9000

7000

5000

3000

1000Gaspésie, RFL

Témoin (23033)

7500

5500

3500

1500 Abitibi

Trait. cibles(tiges / ha)

Secteur

EPC réalisée en 2000; 3 répétitions par traitement

-41; -525300; 4400

-23; -505400; 3500

- 26; -423700; 2900

- 18; -372500; 1900

+ 10; -161100; 800

- 285400

- 264000

- 103200

01500

% variationTrait. réalisés(tiges / ha)

0,6 m

1,3 m

2,5 m

Données mesurées Données mesurées

herbacée

arbustive basse

arbustive haute

arbre

IdentificationDénombrement

IdentificationRecouvrement

• À la tarrière par couches de profondeur• 1 pédon par région, dans un témoin• Analyses chimiques standards en laboratoire

Échantillonnage des solsÉchantillonnage des sols

RésinesRésines

Diversité végétaleDiversité végétale

• Richesse• Indice de Shannon

(hétérogénéité)

R = 4 espèces; H’ = 1,4

R = 4 espèces; H’ = 1

• Communauté végétale (espèces)

Quelques résultats…Quelques résultats…

• Aucun effet significatif des traitements• Même constat d’une région à l’autre

0

0,5

1

1,5

2

2,5

H'

Temoin Faible Moyen Fort

ABGARF

• H’ et R augmente de la strate supérieure vers la strate inférieure« la strate des arbres est moins diversifiée que celle des herbacées »

05

10152025303540

R

Temoin Faible Moyen Fort

ABGARF

Résultats préliminaires: communauté végétaleRésultats préliminaires: communauté végétale

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

-2,5 -1,5 -0,5 0,5 1,5 2,5

1er axe de l'ACP (25 %)

2ièm

e ax

e de

l'A

CP

(15

%)

GARFAB

Fort

Fort

Fort

Moyen

FaibleTémoin

Faible

Témoin

MoyenFaible

MoyenTémoin

Effet des traitements sur les communautés végétales est propre à chaque région

Résultats préliminaires: communauté végétaleRésultats préliminaires: communauté végétale

Certaines espèces sont associées à un traitement particulier

Témoin

Faible

Fort

COG

BOJARN

MOURIG

EPAANM

SALCLB

RUI

LEGOXM

Moyen

1er axe de l'ACP (43 %)

2ièm

e ax

e de

l'A

CP

(38

%)

Principaux constatsPrincipaux constats

• 3 ans après l’éclaircie, ce traitement, quel que soit son intensité et la région dans laquelle il a été réalisé, n’a eu aucun impact significatif ni sur la diversité végétale, ni sur la fertilité des sols;

• Par contre, ce traitement a un impact sur la composition végétale : la nature des espèces et leur représentativité varie selon les traitements– Plus l’éclaircie a été sévère, plus le recouvrement des espèces

héliophiles est important– Certaines espèces, au contraire, sont associées au témoin

Plasticité des espèces

Pourquoi ces résultats ?Pourquoi ces résultats ?1. 3 ans après traitement, l’EPC n’a réellement pas d’impact sur la diversité

végétale et sur la fertilité des sols;

2. 3 ans c’est trop court pour que les écosystèmes aient eu le temps de s’adapter à leur nouvel environnement;

Retourner sur le terrain échantillonner des peuplements dans lesquels l’EPC a été faite depuis plus longtemps (Gaspésie; été2006)

3. La variabilité est trop importante pour mettre en évidence des différences (statistiques)

Variables : tests de puissance Regroupements de traitements en catégories ?

Plan de la présentationPlan de la présentation1. Présentation de l’équipe Écosystèmes et Environnement :

Sa position au sein de la DRFLes projets de recherche poursuivis en 2005-2006Quelques résultats…

2. Impact de l’EPC sur la diversité végétale et la fertilité des solsProblématique et principaux objectifsPrincipaux objectifsDispositifs expérimentaux et la prise de donnéesQuelques résultats préliminairesLa suite…

3. L’Équipe Écosystèmes et Environnement: un rapide survol de leurs principales réalisations

Le chaulage améliore la croissance des érables dépérissants

Les dépôts acides…Les dépôts acides…

0102030405060

supe

rcifi

e (%

)

Durable Sensible Nondurable

Durabilité de la forêt québécoise commerciale

http://b160663/s-fordef/indiweb/2/216/216.asp

Les pluies acides pourraient compromettre la productivité à +/- long terme

Le hêtre envahitles érablièresdépérissantes

Les plantations de 22 ans et moinsconstituent de faibles puits de Carbone

À court terme, l’EPC ne semble pas avoir d’impact sur la diversitévégétale

• Dans les peuplements dépérissants, les érables réagissent favorablement à une fertilisation : 10 ans après traitement, les arbres fertilisés ont une croissance annuelle ont un taux d’accroissement en diamètre deux fois supérieur à celui des arbres non fertilisés;

• 92 % de la forêt commerciale reçoit (33 % non durable) ou est susceptible de recevoir ( 59 % sensible) un volume de précipitations acides plus important que ce que le sol forestier peut neutraliser;

• On note une recrudescence des gaules de hêtre dans les érablières dépérissantes

• Lors de la première période d’engagement du protocole de Kyoto, les plus vielles plantations d’EPB admissibles (22 ans), ne représenteront qu’un faible puits de CO2

• À très court terme, l’EPC ne semble avoir d’impact significatif ni sur la diversitévégétale, ni sur la fertilité des peuplements résiduels.

L’Équipe Écosystèmes et Environnement: un rapide survol de leurs principales réalisationsL’Équipe Écosystèmes et Environnement: un rapide survol de leurs principales réalisations