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L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l’arpenteuse de la pruche et de la tordeuse des bourgeons de l’épinette Mémoire Martin Lukas Seehausen Maîtrise en sciences forestières Maître ès sciences (M.Sc.) Québec, Canada © Martin Lukas Seehausen, 2013

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L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l’arpenteuse de la pruche et de

la tordeuse des bourgeons de l’épinette

Mémoire

Martin Lukas Seehausen

Maîtrise en sciences forestières

Maître ès sciences (M.Sc.)

Québec, Canada

© Martin Lukas Seehausen, 2013

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iii

Résumé

L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

terrière, sur le taux de parasitisme chez l’arpenteuse de la pruche, Lambdina fiscellaria (Guinée), et

la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana (Clemens) a été étudiée. Un an

après les traitements, le taux de parasitisme chez les chrysalides de l’arpenteuse de la pruche a

significativement diminué dans les parcelles à 40% de coupe partielle, alors que l’année suivante,

aucune influence significative des traitements n’a été démontrée. Deux ans après les traitements, le

taux de parasitisme chez les larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette a significativement

diminué suite aux coupes partielles. Cependant, cet effet n’a pas été observé l’année suivante. En

outre, la présente étude démontre que l’utilisation de nourriture artificielle pour produire des larves

sentinelles de la tordeuse n’influence pas significativement les taux de parasitisme observés sur le

terrain.

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v

Abstract

This study investigates the influence of partial cutting at two intensities, 25% and 40% stand basal

area removed, on parasitism of hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Guinée), and spruce

budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens). In plots with 40% partial cutting the parasitism of

hemlock looper pupae was significantly reduced one year after treatments but, the treatments did

not significantly influence parasitism the following year. Two years after treatments, parasitism of

fourth and fifth instar spruce budworm larvae was significantly reduced by partial cutting of both

intensities. However, once again, this influence disappeared in the following year. In addition, the

present study demonstrates that artificial rearing diet of the spruce budworm does not significantly

influence parasitism of exposed larvae in the field.

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Table des matières

Résumé ............................................................................................................................................... iii Abstract ............................................................................................................................................... v Liste des tableaux ............................................................................................................................... ix Liste des figures ................................................................................................................................. ix Avant-propos .................................................................................................................................... xiii Remerciements .................................................................................................................................. xv

Introduction ....................................................................................................................................... 1 Problématique ................................................................................................................................. 1 L’arpenteuse de la pruche et ses parasitoïdes ................................................................................. 2 La tordeuse des bourgeons de l’épinette et ses parasitoïdes ........................................................... 4 Les traitements sylvicoles comme outils de gestion des insectes défoliateurs ............................... 6

Short-term influence of partial cutting on hemlock looper parasitism ........................................ 9 Résumé ......................................................................................................................................... 10 Abstract ......................................................................................................................................... 11 Introduction................................................................................................................................... 12 Material and Methods ................................................................................................................... 13

Statistical analysis .................................................................................................................... 15 Results .......................................................................................................................................... 15 Discussion ..................................................................................................................................... 17

Conclusion ................................................................................................................................ 19 Acknowledgements ....................................................................................................................... 19 References..................................................................................................................................... 19

Does spruce budworm rearing diet influence larval parasitism? ............................................... 27 Résumé ......................................................................................................................................... 28 Abstract ......................................................................................................................................... 29 Acknowledgements ....................................................................................................................... 32 References..................................................................................................................................... 33

Influence of partial cutting on parasitism of endemic spruce budworm populations .............. 37 Résumé ......................................................................................................................................... 38 Abstract ......................................................................................................................................... 39 Introduction................................................................................................................................... 40 Material and Methods ................................................................................................................... 41

Statistical analysis .................................................................................................................... 42 Results .......................................................................................................................................... 42 Discussion ..................................................................................................................................... 43

Conclusion ................................................................................................................................ 45 Acknowledgments ........................................................................................................................ 46 References..................................................................................................................................... 46

Conclusion........................................................................................................................................ 53

Bibliographie ................................................................................................................................... 57

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ix

Liste des tableaux

Table 1-1: Parasitism rates (%) by species attacking hemlock looper pupae and larvae. ... 23

Table 1-2: Influence of partial cutting on environmental temperature and relative humidity

(RH) (means ± SEM). ................................................................................................... 24

Table 2-1: Percent parasitism (mean and SEM, n=4x9) and statistical analysis of parasitism

of foliage-fed (n=325) and diet-fed (n=347) spruce budworm larvae. ......................... 35

Table 3-1: Parasitism rates (means (%) ± SEM) of species attacking 4th

and 5th

instar

spruce budworm larvae for control stands and two intensities of partial cutting (25 and

40% stand basal area reduced) in 2011 and 2012. ........................................................ 50

Liste des figures

Figure 1-1: Mean rates of overall attack (A, B) and attack by A. ontario (C, D) as a

function of exposure periods in 2010 and 2011 following partial cutting treatments, 0,

25 and 40% basal area reduction. Lines followed by the same letter do not differ

significantly at P < 0.05 according to a priori comparisons. ........................................ 25

Figure 1-2: Mean number of A. ontario females (A, B) and males (C, D) per trapping day

caught with Malaise traps as a function of time (ordinal date), one (2010) and two

(2011) years following partial cutting treatments, 0, 25 and 40% basal area reduction.

Lines followed by the same letter do not differ significantly at P < 0.05 according to a

priori comparisons. ....................................................................................................... 26

Figure 2-1: Mean rates of (A) overall attack; (B) attack by T. rostrale; (C) attack by E.

cacoeciae; and (D) attack by other parasitoid species, as a function of time (ordinal

date) in 2011 (black: foliage-fed larvae; dashed grey: diet-fed larvae). ....................... 36

Figure 3-1: Pupae were placed in each plot on balsam fir branches by binding together

several adjacent shoots and placing one single pupa in the centre. .............................. 51

Figure 3-2: Mean rates of overall attack (A, B), attack by T. rostrale (C, D), E. cacoeciae

(E, F) and other parasitoid species (G, H) as a function of time (ordinal date) in 2011

and 2012 for two intensities of partial cutting (25 and 40% stand basal area reduced)

and control stands. ........................................................................................................ 52

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“Knowledge is powerful, only if it is shared.” Henry Lickers

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xiii

Avant-propos

Le présent mémoire de maîtrise est composé de trois chapitres écrit en anglais représentant des

articles scientifiques qui vont être soumis à des revues scientifiques pour publication dans les

prochains moins ainsi que d’une introduction et une conclusion écrit en français. L’ordre

d’énumération des auteurs des différents chapitres est choisi en fonction de leur contribution à la

réalisation du projet. L’auteur principal des trois chapitres est le candidat à la maîtrise du présent

mémoire, M. Lukas Seehausen. Pour la préparation de chacun des chapitres, j’ai planifié et réalisé

les expériences, j’ai analysé et interprété les résultats et j’ai écrit le manuscrit. Le Dr Éric Bauce et

le Dr Jacques Régnière ont contribués à la planification des expériences, à l’analyse et à

l’interprétation des données et à la rédaction des trois chapitres. Le Dr Richard Berthiaume a

participé à la planification des expériences du premier et du dernier chapitre et à la rédaction du

premier chapitre. Les détails concernant la contribution de chacun des auteurs et des autres

personnes impliquées dans le présent projet de maîtrise sont décrits dans la partie des

remerciements.

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xv

Remerciements

J’aimerais remercier sincèrement mon directeur de recherche, le Dr Éric Bauce, pour m’avoir

accueilli dans son équipe de recherche. Je n’oublierai jamais sa tranquillité et sa serviabilité malgré

son poste de vice-recteur exécutif et au développement. Son attitude positive et toujours décidé m’a

donné la certitude et le soutien nécessaire pour réaliser le présent travail. Merci beaucoup de

m’avoir donné cette occasion exceptionnelle de réaliser un de mes rêves, une formation en

entomologie forestière. C’était un honneur de travailler avec toi Éric !

Également, j’aimerais chaleureusement remercier mon co-directeur de recherche, le Dr Jacques

Régnière, pour sa contribution exceptionnelle au présent projet. Grâce à de nombreuses discussions,

sa grande disponibilité et sa faculté de me ramener sur terre, il m’a permis d’acquérir des

connaissances indispensables pour réaliser ma recherche avec professionnalisme. Particulièrement,

sa grande sincérité dans le partage de ses connaissances avec moi m’a impressionné beaucoup ! Tu

es un grand modèle pour moi, Jacques !

Le Dr Richard Berthiaume, je tiens à remercier pour son travail comme coordonateur des projets de

recherche du consortium iFor, ce qui implique d’avoir activement participé à la rédaction de la

demande de subvention pour le présent projet et d’avoir contribué à l’établissement du dispositif

expérimental. Les discussions avec lui, ses commentaires et ses corrections pertinentes de l’article

sur l’arpenteuse de la pruche (premier chapitre) m’ont aidé à réfléchir sur les résultats d’une

nouvelle façon, ce qui m’a aidé pendant la rédaction de mon mémoire.

Sans l’aide des nombreux étudiants, le présent travail n’aurait jamais été possible. Pour cette raison,

j’aimerais exprimer ici ma profonde gratitude à Nicolas Giasson pour sa contribution exceptionnelle

tout au long de ce projet, pour son aide fiable et autonome sur le terrain et au laboratoire, ainsi que

pour les nombreuses corrections des textes en français. Merci beaucoup également à Michel Lemay,

Pascal Charron, David St-Pierre et Éric Tremblay-Bérubé pour leur aide sur le terrain et au

laboratoire, vous m’avez aidé beaucoup ! Également un gros merci à tous les étudiants qui ont

récolté les échantillons des pièges Malaises et Luminoc sur le terrain et à ceux qui ont contribué au

triage des échantillons des pièges Malaises. Spécialement, je remercie chaleureusement à Michelle

Addy pour les dessins et son aide sur le terrain.

Du laboratoire d’entomologie forestière de l’Université Laval (UL), j’aimerais spécialement

remercier Madame Paule Huron pour son aide technique au laboratoire et sur le terrain, pour

m’avoir introduit à ses contacts qui ont joué un rôle important dans mes travaux et pour son support

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moral en tout temps. Également, Monsieur Martin Charest mérite des remerciements pour son aide

technique avec les stations météorologiques. Un gros merci aussi à mon ami et collègue de

laboratoire Alvaro Fuentealba pour la multitude de discussions enrichissantes, pour la révision de

plusieurs textes ainsi que pour son encouragement dans toutes les situations de la vie.

Plusieurs personnes au Centre de foresterie des Laurentides (CFL, Service canadien des forêts) qui

m’ont aidé mérite également un grand merci : Dans un premier temps le Dr Michel Cusson, pour

son accueil dans son laboratoire, pour certaines expériences sur le parasitoïde Tranosema rostrale et

pour sa sincérité dans la multitude de discussions fructueuses. Merci également au Dr Christian

Hébert, pour avoir partagé des informations sur l’arpenteuse de la pruche avec moi. Je tiens aussi à

remercier Monsieur Georges Pelletier pour l’identification de certains parasitoïdes et pour sa

patience lorsqu’il m’a montré la technique de photographie avec un microscope. Merci également à

Monsieur Yves Dubuc pour l’échantillonnage des pièges Malaise et des pièges Luminoc, ainsi qu’à

Pierre Duval pour m’avoir fourni des résultats du modèle saisonnier de la tordeuse des bourgeons

de l’épinette et aussi pour son aide avec la technique des hôtes sentinelles.

J’aimerais également souligner la contribution de certaines personnes du Ministère des Ressources

Naturelles et de la Faune du Québec (MRNFQ) : Merci à Monsieur Pierre Therrien pour avoir

accepté de faire identifier les parasitoïdes de la tordeuse des bourgeons de l’épinette dans son

laboratoire. Je n’oublierai jamais la grande contribution de Madame Guylaine Trudel et de Madame

Claudine Dussault identifiant avec une diligence incroyable les parasitoïdes ainsi que la

contribution de Monsieur Denis Simoneau, qui a fourni les larves de tordeuse des bourgeons de

l’épinette toujours avec une très grande fiabilité. Merci beaucoup !

Pour l’identification de certains parasitoïdes, je remercie le Dr Owen Lonsdale, le Dr Andrew

Bennett, le Dr José Fernandez et le Dr James E. O’Hara d’Agriculture et Agroalimentaire Canada.

Pour l’aide avec l’analyse statistique, j’aimerais remercier Madame Michèle Bernier-Cardou (CFL),

le Dr André Desrochers (UL) et Monsieur Stéphane Daigle (CEF, Université de Montréal).

Monsieur Pierre Racine (CEF, UL) m’a beaucoup aidé avec ArcGIS et avec la correction de divers

textes et la Dr Véronique Martel (CFL), Amélie Rivet (CEF, UL) ainsi que Shuva Hari Gautam

avec la correction de plusieurs textes de ce mémoire : merci beaucoup ! Merci également à Josh

Novac pour la révision de plusieurs textes et des discussions constructives ainsi qu’à Christian Roy

pour avoir partagé sa connaissance des modèles statistiques avec moi. Je remercie le Dr Sandy

Smith pour avoir accepté d’évaluer le présent mémoire.

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xvii

Je tiens à remercier le Dr Michael Boppré, le Dr Tim Burzlaff et Madame Salzer, pour leur

introduction dans le fabuleux monde de l’entomologie et Madame Opfermann pour son excellent

cours de français à l’école secondaire sans lequel il aurait été beaucoup plus difficile d’étudier à

Québec !

Mes parents, Hilde et Udo Seehausen, j’aimerais bien chaleureusement remercier pour me donner la

possibilité de faire ma maîtrise à l’étranger, pour leur support dans mes décisions en tout temps et

aussi pour leur aide financière. Sans vous, il ne m’aurait pas été possible de compléter la maîtrise à

Québec ! Également, mille mercis aux Drs Wolfgang et Giota Zimmermann ainsi qu’à Madame

Irmgard Schnellbächer pour leur soutien financier et moral.

Je remercie spécialement et du fond du cœur ma chère conjointe Julieta Caballero, qui m’a

accompagné dans les bons comme dans les mauvais jours et qui m’a donné la force et l’inspiration

pour la finalisation du présent travail.

Finalement, ce projet n’aurait pas pu se réaliser sans le soutien financier de plusieurs organismes

partenaires du consortium de recherche iFor. Merci au Conseil de recherches en sciences naturelles

et en génie du Canada (CRSNG-NSERC), au MRNFQ, au Conseil de l’Industrie Forestière du

Québec (CIFQ), au Service Canadien des Forêts et à la Société de Protection des Forêts contre les

Insectes et les Maladies du Québec (SOPFIM).

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1

Introduction

Problématique

L’arpenteuse de la pruche, Lambdina fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera: Geometridae), et la

tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana (Clemens) (Lepidoptera:

Tortricidae), causent la grande majorité de la défoliation des conifères d’Amérique du Nord

(MacLean, 1990; National Forestry Database, 2012). Les épidémies de ces deux insectes peuvent

couvrir d’énormes superficies. Lors de la dernière épidémie majeure de la tordeuse des bourgeons

de l’épinette, celle-ci a causé de la défoliation sur environ 55 millions d’hectares (Blais, 1983) alors

que la plus importante épidémie d’arpenteuse de la pruche a couvert plus de 925 000 hectares de

forêt (Hébert & Jobin, 2001). Lors d’une infestation de la tordeuse des bourgeons de l’épinette, la

mort des arbres hôtes survient généralement après quatre ou cinq ans de défoliation répétée de la

pousse annuelle (MacLean, 1980; Blais, 1981), tandis que les conifères attaqués par l’arpenteuse de

la pruche peuvent mourir après seulement une à deux années de défoliation (Hudak et al., 1978)

puisque cet insecte consomme toutes les classes d’âge du feuillage (Dobesberger, 1989). En

conséquence, les infestations de ces deux défoliateurs entraînent une perte massive de volume

ligneux pour l’industrie forestière (Coulombe et al., 2004). Par exemple, la dernière épidémie de la

tordeuse des bourgeons de l’épinette au Québec a causé des pertes d’environ 500 million de m3 de

fibre de bois (Coulombe et al., 2004).

Pour limiter la défoliation et la mortalité des arbres afin de réduire les pertes de volume, il est donc

nécessaire de prendre des mesures de contrôle. Par le passé, des arrosages aériens avec des

insecticides chimiques ont été effectués pour lutter contre les épidémies de ces deux défoliateurs

(MacDonald & Webb, 1963; Prebble, 1975; Dorais et al., 1995; Kettela, 1995). Cependant,

l’utilisation de ces produits chimiques a été condamnée par le public et des méthodes de contrôle

alternatives ont été développées (Cunningham, 1985). L’arrosage avec l’insecticide biologique

Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk) a été proposé comme outil de contrôle alternatif et est

toujours utilisé avec succès aujourd’hui pour limiter les dommages de ces deux ravageurs forestiers

(West et al., 1989, 1997; Dorais et al., 1995; Fournier et al., 2010). De plus, plusieurs tentatives

pour trouver, introduire et établir d’autres agents de lutte biologique ont été mises à l’essai, mais

sans succès (Wilkes, 1946; Miller, 1963b; Mills, 1985; West & Kenis, 1997). Les pratiques

sylvicoles ont également été suggérées par plusieurs auteurs pour réduire les dommages causés par

la tordeuse des bourgeons de l’épinette et l’arpenteuse de la pruche (Crook et al., 1979; Martineau,

1984; Bauce, 1996; D’Amato et al., 2011; Fuentealba & Bauce, 2012b). Cependant, l’influence des

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2

traitements sylvicoles sur le parasitisme de la tordeuse des bourgeons de l’épinette et l’arpenteuse

de la pruche était inconnue jusqu'à ce jour.

L’arpenteuse de la pruche et ses parasitoïdes

L’arpenteuse de la pruche est une espèce univoltine indigène d’Amérique du Nord (Hébert & Jobin,

2001). Les adultes émergent entre la fin août et le début d’octobre, s’accouplent et les femelles

déposent les œufs après une courte période pré-oviposition (<2 jours) (Berthiaume et al., 2009).

L’insecte passe l’hiver au stade d’œuf et la larve émerge tard au printemps, après le débourrement

du sapin (Hébert & Jobin, 2001). Les jeunes larves commencent à se nourrir sur le feuillage de

l’année courante puis consomment le feuillage des années antérieures plus tard durant leur

développement (au stade 3) (De Gryse & Schedl, 1934; Watson, 1934; Carroll, 1956). Ces larves

ont un comportement gaspilleur lorsqu’elles s’alimentent car elles ne consomment que

partiellement les aiguilles. Ce comportement alimentaire particulier leur confère une importante

capacité destructrice du feuillage puisque les aiguilles partiellement consommées vont

éventuellement rougir et tomber au sol aggravant l’impact de la défoliation (Otvos et al., 1971).

Ainsi, cette espèce peut causer la mort des arbres après seulement une à deux années de défoliation

(Hudak et al., 1978). Il y a quatre à cinq stades larvaires chez l’arpenteuse de la pruche, selon

L’origine latitudinal la des populations (Berthiaume, 2007; Berthiaume et al., 2007). Au début du

mois d’août, les larves cherchent un endroit pour se transformer en chrysalide. Ces dernières se

retrouvent habituellement sur l’arbre hôte dans des crevasses, sous des lambeaux d’écorce, dans des

lichens (Watson, 1934), dans des vieilles souches (Carroll, 1956; Jobin & Desaulniers, 1981) et

dans les angles formés par les racines au niveau du sol (De Gryse & Schedl, 1934). Le

développement des chrysalides dure entre 16 à 20 jours (Carroll, 1956; Berthiaume, 2007). Les

mâles émergent quelques jours avant les femelles puisque leur nymphose se fait plus tôt en saison

(Carroll, 1956; Berthiaume et al., 2007).

Les épidémies de l’arpenteuse de la pruche ont été documentées surtout dans des peuplements

matures de sapins baumiers et de pruches du Canada, Tsuga canadensis ((L.) Carrière) (Otvos et al.,

1979; Trial, 1993; Hébert & Jobin, 2001). Cependant, la défoliation peut être observée sur d’autres

espèces de conifères ainsi que sur quelques espèces de feuillus dont l’épinette blanche, l’épinette

noire, le thuya occidental, Thuja occidentalis (L.), le pin blanc d’Amérique, Pinus strobus (L.),

l’érable à sucre, Acer saccharum (Marshall), le bouleau à papier, Betula papyrifera (Marshall) et le

peuplier faux-tremble, Populus tremuloides (Michaux) (Hébert & Jobin, 2001). Néanmoins, la

mortalité des arbres est plus importante dans les peuplements mûrs et surannés du sapin baumier

(De Gryse & Schedl, 1934; Carroll, 1956; Davidson & Prentice, 1967). Les régions les plus

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3

affectées par des épidémies au cours du 20e siècle sont Terre-Neuve et certaines régions du Québec

(Hébert & Jobin, 2001). Des épidémies moins destructives ont également été rapportées en Ontario,

dans les provinces maritimes et aux États-Unis (Hébert & Jobin, 2001). En 2012, une nouvelle

épidémie d’arpenteuse de la pruche a été rapportée dans le parc des Laurentides au nord de la ville

de Québec.

Jusqu’au début des années 1980, les insecticides chimiques étaient utilisés pour contrôler les

épidémies d’arpenteuse de la pruche (Prebble, 1975; West et al., 1989). Par la suite, le Btk a été

utilisé avec succès comme agent de contrôle (West et al., 1989, 1997). Le climat, les virus et les

parasitoïdes peuvent aussi jouer un rôle important lors du déclin d’une épidémie (Otvos, 1973).

Cependant, une étude de Hébert et al. (2001) a démontrée que le parasitisme des œufs par

Telenomus spp. (Hymenoptera: Scelionidae) peut aussi être responsable pour empêcher le

déclenchement d’une infestation par l’arpenteuse de la pruche.

Les parasitoïdes des larves et des chrysalides peuvent également causés une mortalité importante

dans des épidémies d’arpenteuse de la pruche (Otvos, 1973; Turnquist, 1991). Dans des études

réalisées à Terre-Neuve (Carroll, 1956; Otvos, 1973), en Ontario (De Gryse & Schedl, 1934), au

Nouveau-Brunswick (Hartling et al., 1991), en Colombie-Britannique (Hopping, 1934; Turnquist,

1991) et en Alaska (Togersen, 1971), un total de 80 espèces de parasitoïdes ont été associés avec

l’arpenteuse de la pruche. La plupart de ces parasitoïdes émergent de l’hôte vers la fin du

développement larvaire ou durant le stade chrysalide (Hébert & Jobin, 2001). Certaines de ces

espèces sont considérées comme plus importantes au niveau du parasitisme, tels que les parasitoïdes

larvaires Apanteles flavovariatus (Muesebeck) (Hymenoptera: Braconidae) (Carroll, 1956, Otvos,

1973) et Winthemia occidentis (Reinhard) (Diptera: Tachinidae) (Otvos, 1979; Mills & Räther,

1990; Turnquist, 1991; Hébert & Jobin, 2001) ainsi que les parasitoïdes des chrysalides Itoplectis

conquisitor (Say) (Hymenoptera: Ichneumonidae) (Otvos, 1973, Hébert & Jobin, 2001), Apechthis

ontario (Otvos, 1973; Turnquist, 1991) et Aoplus velox (Cresson) (Hymenoptera: Ichneumonidae)

(Carroll, 1956; Togersen, 1971; Otvos, 1973). Cependant, la plupart des études sur le parasitisme

ont été réalisées avec des populations épidémiques et peu de données existent sur les parasitoïdes

dans des populations endémiques (Armstrong, 1996; Pardy, 2000).

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La tordeuse des bourgeons de l’épinette et ses parasitoïdes

La tordeuse des bourgeons de l’épinette est une espèce indigène de l’Amérique du Nord. Il s’agit

d’un insecte univoltin. L’adulte émerge de la chrysalide au milieu de l’été et pond ses œufs sur le

feuillage des arbres hôtes après s’être accouplé. La larve du premier stade sort de l’œuf après

environ dix jours, construit son hibernaculum et mue au deuxième stade larvaire pour ensuite entrer

en diapause hivernale obligatoire (Han & Bauce, 2000). Le printemps suivant, la larve du deuxième

stade sort de son hibernaculum et commence à s’alimenter jusqu’au sixième stade larvaire. C’est

pendant ce dernier stade que la larve cause la majorité des dommages au feuillage en mangeant sept

à huit fois sa masse (Miller, 1977). La chrysalide est habituellement formée à partir de la mi-juillet

dans le refuge d’alimentation de la larve, où elle passe la totalité de sa période de développement,

soit de huit à douze jours (Miller, 1963a).

Les principales espèces hôtes de la tordeuse des bourgeons de l’épinette sont le sapin baumier Abies

balsamea (L.) Mill, l’épinette blanche Picea glauca (Moench) Vos, l’épinette rouge P. rubens Sarg

et l’épinette noire P. mariana (Mill.) BSP (Greenbank, 1963b). La vulnérabilité à la défoliation

varie entre les espèces hôtes et le sapin baumier serait plus vulnérable que les autres espèces

(Henninger et al., 2008). En outre, il a été démontré que les dommages les plus sévères causés par

la tordeuse des bourgeons de l’épinette ont eu lieu dans des peuplements mûrs et surannés

(Greenbank, 1963a).

Depuis plus de trois siècles, la tordeuse des bourgeons de l’épinette entre en épidémie sur une base

plus au moins régulière (Blais, 1965b; Morin & Laprise, 1990; Morin, 1994). Les débuts des

épidémies au Lac Saint-Jean, QC, Canada, ont été datés pour 1974, 1944, 1909 et, possiblement,

1832 (Morin & Laprise, 1990). La dernière grosse épidémie a commencé en 1968 à Aylmer en

Outaouais et s’est terminée en 1987 en Gaspésie (MRNF, 2005a). En outre, de 1995 à 2002, il y a

eu une épidémie plus restreinte en Outaouais (MRNF, 2005b). Récemment au Québec, les

populations de cette espèce ont atteint des niveaux épidémiques au Saguenay – Lac-Saint-Jean et

sur la Côte-Nord (MRNF, 2011), menant à l’hypothèse du début de la prochaine épidémie.

Plusieurs facteurs dépendant de la densité de la population ont été suggérés comme cause probable

de l’oscillation de ce défoliateur. Mis à part un important facteur de mortalité inconnu (Royama,

1984), plusieurs auteurs suggèrent le parasitisme comme facteur de contrôle naturel car celui-ci joue

un rôle important pendant le déclin d’une épidémie (Royama, 1984; Régnière & Nealis, 2007).

Cependant, l’efficacité des parasitoïdes est grandement réduite en l’absence d’autres mécanismes

limitant le développement de la tordeuse des bourgeons de l’épinette comme l’épuisement de la

nourriture et le climat (McGugan & Blais, 1959; Blais, 1960; Miller, 1963b; Blais, 1965a).

Page 23: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

5

L’absence d’hôtes alternes pour les parasitoïdes peut aussi limiter le contrôle de la tordeuse des

bourgeons de l’épinette par le parasitisme. Presque tous les parasitoïdes attaquant cette espèce sont

connus ou soupçonnés d’être dépendants de la présence d’hôtes alternes pour compléter leur

développement (Miller, 1963b). Afin de pouvoir s’établir à un site donné, les hôtes alternes doivent

donc être présents (Blais, 1960; Miller, 1963b; Miller & Renault, 1976). Ainsi, lors d’une épidémie,

si le nombre d’hôtes alternes est relativement faible, la plupart des espèces de parasitoïdes auront un

impact limité sur la mortalité de la tordeuse des bourgeons de l’épinette. D’un autre côté,

l’abondance relative ainsi que l’impact de plusieurs parasitoïdes augmentent lorsque les densités de

la population de la tordeuse des bourgeons de l’épinette diminuent (Blais, 1965a). Par conséquent,

l’influence des différentes espèces de parasitoïdes sur la tordeuse des bourgeons de l’épinette

changent considérablement dans des populations endémiques (Blais, 1965a; Miller & Renault,

1976).

Par exemple, le braconide Meteorus trachynotus (Viereck) est un parasitoïde dépendant de la

tordeuse à bandes obliques, C. rosaceana (Harris) comme hôte hivernal afin de compléter son

développement (Maltais et al., 1989; Thireau & Régnière, 1995). Ce parasitoïde augmente en

abondance relative pendant les dernières années d’une épidémie de la tordeuse des bourgeons de

l’épinette et est considéré comme un ennemi naturel important pour accélérer le déclin des

épidémies (Blais, 1960; Miller, 1963b; Miller & Renault, 1976). Cependant, en situation

endémique, d’autres espèces de parasitoïdes gagnent en importance. L’ichneumonidae Tranosema

rostrale (Brischke), par exemple, est connu pour parasiter un nombre important de larves de la

tordeuse des bourgeons de l’épinette lorsque celles-ci sont rares (Cusson et al., 1998). Cependant, la

façon dont cette espèce passe l’hiver ainsi que sa possible dépendance à un hôte alterne pour

compléter son cycle restent toujours inconnues.

Trichogramma minutum Riley est le seul parasitoïde connu pour attaquer les œufs de la TBE (Tilles

& Woodley, 1984). Le taux de parasitisme par cette espèce peut atteindre 77% (Anderson, 1976)

mais il reste normalement plus bas que 15% chez la TBE (Miller, 1953; Quayle, 2003). En situation

naturelle, le taux de parasitisme de T. minutum n’est pas assez important pour avoir un impact sur

l’effondrement des épidémies de la TBE (McGugan & Blais, 1959; Smith et al., 1990). Cependant,

des relâchements de ce parasitoïde à la volée ont démontré une suppression significative des

populations épidémique de la TBE qui a eu pour conséquence une diminution de la défoliation

(Smith et al., 1990).

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6

Les traitements sylvicoles comme outils de gestion des insectes

défoliateurs

Muzika et Liebhold (2000) indiquent que les approches sylvicoles comme outils de gestion contre

les insectes défoliateurs sont potentiellement intéressantes parce qu’elles sont peu coûteuses,

efficaces, durables et qu’elles ont peu d’impact sur l’environnement. Cependant, ces auteurs

concluent que peu d’évidences empiriques ont été apportées jusqu’à maintenant pour justifier

l’utilisation des pratiques sylvicoles pour contrôler les insectes défoliateurs. Théoriquement, les

traitements sylvicoles peuvent influencer les défoliateurs de différentes façons en modifiant leur

habitat et par conséquent les interactions avec les différents niveaux trophiques (Gottschalk, 1993;

Miller & Rusnock, 1993; Cappuccino et al., 1998; Muzika & Liebhold, 2000).

Par exemple, la coupe de récupération et la coupe d’assainissement peuvent être utilisées pour

prélever les arbres susceptibles aux attaques d’insectes (Gottschalk, 1995). Ainsi, cette approche

permet d’éviter la propagation de l’insecte dans les peuplements traités et permet également de

récupérer la valeur monétaire des arbres avant d’éventuels dommages par le ravageur considéré.

Ces et autres pratiques ont surtout été utilisées avec succès pour réduire la susceptibilité des arbres

face aux attaques des scolytes (Mitchell et al., 1983; Waring & Pitman, 1985; Belanger et al.,

1993). Il a d’ailleurs été démontré que la croissance des arbres ayant survécu à une défoliation de la

chenille à houppes du douglas, Orgyia pseudotsugata (McDunnough) (Lepidoptera: Lymantriidae),

était supérieure après une coupe de récupération (Wickmann, 1988). Fuentealba et Bauce (2012b)

ont montré qu’une coupe partielle peut entraîner une augmentation de la résistance des sapins

baumiers à la défoliation par la tordeuse des bourgeons de l’épinette due à une augmentation de la

production foliaire. À court terme, ce traitement peut toutefois réduire la résistance des sapins à la

tordeuse des bourgeons de l’épinette, en raison d’une réduction de la concentration de certains

monoterpènes qui se traduit par une augmentation de la prise alimentaire par les larves (Bauce,

1996; Fuentealba & Bauce, 2012a).

Récemment, la coupe partielle a attiré l’attention comme traitement sylvicole dans la forêt boréale

afin de favoriser le maintien et le développement d’attributs caractérisant les vieilles forêts et la

préservation des espèces sauvages (Vanderwel et al., 2009). Le glossaire du Service canadien des

forêts décrit le terme général « coupe partielle » comme « (…) toute coupe enlevant une partie des

arbres d’un peuplement. ». Dans un contexte où il faut à la fois tenir compte des intérêts

économiques, écologiques et sociaux, l’influence de ce traitement sur la flore et la faune des forêts a

été l’objet de plusieurs études (Kessler et al., 1992; Steventon et al., 1998; Deal, 2001; Vanderwel

et al., 2009; Jacobs & Work, 2012). De plus, le potentiel des coupes partielles pour augmenter la

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résistance des peuplements face aux insectes défoliateurs, en particulier la tordeuse des bourgeons

de l’épinette, a été démontré par plusieurs études (Batzer, 1967; Bauce, 1996; D’Amato et al., 2011;

Fuentealba & Bauce, 2012b). Cependant, l’influence des coupes partielles sur les interactions tri-

trophiques, c’est-à-dire qui incluent les ennemis naturels des défoliateurs, est peu connue.

Plusieurs traitements sylvicoles ont été suggérées afin d’augmenter l’abondance ou l’activité des

ennemis naturels des insectes défoliateurs, en particulier les parasitoïdes (Simmons, 1975; Hébert et

al., 1990; Cappuccino et al., 1998, 1999). Par exemple, la diversification de la végétation afin

d’augmenter l’abondance et la diversité des ennemis naturels (Cappuccino et al., 1998) ainsi que

l’éclaircie permettant d’accroitre l’activité des parasitoïdes (Hébert et al., 1990). Par contre,

l’évidence selon laquelle les traitements sylvicoles peuvent, en pratique, augmenter la mortalité des

insectes défoliateurs due à l’action des parasitoïdes n’a pas été démontrée. La mortalité de la

spongieuse, Lymantria dispar (L.), (Liebhold et al., 1998) et de la tordeuse occidentale de

l’épinette, C. oxidentalis (Freeman) (Mason et al., 1992) par les parasitoïdes n’est pas influencée

par l’éclaircie. Cependant, dans une étude à grande échelle, Roland et Taylor (1997) ont déterminé

que le taux de parasitisme de trois espèces de parasitoïdes de la livrée des forêts, Malacosoma

disstria (Hübner) a été influencé négativement par une fragmentation de l’habitat.

Davantage d’études empiriques sont nécessaires afin de mieux comprendre l’influence des

traitements sylvicoles sur la performance des insectes défoliateurs (Simmons et al., 1975; Crook et

al., 1979; Roland & Taylor, 1997; Muzika & Liebhold, 2000; Fuentealba & Bauce, 2012a) mais

également sur les ennemis naturels associés avec ces derniers. Le présent travail a été effectué dans

le but de déterminer l’influence de la coupe partielle sur le taux de parasitisme de deux insectes

défoliateurs très importants, l’arpenteuse de la pruche et la tordeuse des bourgeons de l’épinette.

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Short-term influence of partial cutting

on hemlock looper parasitism

Seehausen, M. Lukas1; Bauce, Éric1; Régnière, Jacques2 & Berthiaume, Richard1

1Centre d’Étude de la Forêt and Département des Sciences du Bois et de la Forêt, Faculté

de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval, Québec, QC, Canada,

G1V 0A6

2Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Laurentian Forestry Centre,

Québec, QC, Canada, G1V 4C7

For submission to: Bulletin of Entomological Research

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Résumé

L’influence des coupes partielles sur le taux de parasitisme chez l’arpenteuse de la pruche,

Lambdina fiscellaria (Guenée), a été étudiée dans des peuplements ayant reçu deux intensités de

coupes partielles, soit 25% et 40% de réduction de la surface terrière, et des parcelles témoins sans

traitement sylvicole. Un an après les traitements sylvicoles, seul le taux de parasitisme chez les

chrysalides de l’arpenteuse de la pruche a été significativement réduit dans les parcelles à 40% de

coupe partielle. Cependant, l’année suivante, aucune influence significative des traitements sur le

parasitisme tant chez les larves que chez les chrysalides n’a été démontrée. Les captures du

parasitoïde le plus abondant, Apechthis ontario (Cresson), dans les pièges Malaise ne pouvaient pas

expliquer la réduction du parasitisme un an après les traitements. Seules les plus hautes

températures maximales dans les parcelles avec traitement ont été corrélées négativement avec le

parasitisme. Ainsi, les principaux mécanismes expliquant l’influence des coupes partielles sur le

parasitisme restent inconnus.

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Abstract

The hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Guenée), is one of the most important lepidopteran

defoliators in the conifer forest of eastern North America. Silvicultural treatments have been

suggested as an option to control insect defoliators but treatment effects on parasitism remain

widely unknown. Therefore, the influence of partial cutting on hemlock looper parasitism was

studied in mature balsam fir / white birch forests using two intensities of treatments, and control

stands. During the two years following partial cutting, laboratory reared hemlock looper pupae were

periodically exposed in each stand to determine parasitism rates and Malaise traps as well as

meteorological data loggers were installed in each stand. Additionally, wild hemlock looper larvae

were collected in teach stand two years after treatments. Hemlock looper pupae were significantly

less parasitized in stands with the higher partial cutting intensity one year after treatments.

However, the following year, an influence of the treatments was neither detected on pupal nor on

larval parasitism. No correlation between pupal parasitism and Malaise trap samples of Apechthis

ontario (Cresson), the most important parasitoid in the present study, was found and only a weak

negative correlation between higher maximum temperature and parasitism was observed. Thus, the

main reason for the reduced parasitism in the short term remains unknown. However, to sustain

parasitism rates in forest stands vulnerable to hemlock looper defoliation at naturally high levels,

the authors recommend refraining from partial cutting or to conduct this treatment at intensities

lower than 40%.

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Introduction

Manipulation of forest habitats using silviculture has been repeatedly proposed as an attractive

approach to manage defoliating insects because it may be effective, long-lasting, inexpensive and

have low environmental impact (Muzika & Liebhold, 2000). For example, thinning has been

suggested to reduce damage caused by spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens),

(Crook et al., 1979; Bauce, 1996; Bauce et al., 2001; Fuentealba & Bauce, 2012b) and western

spruce budworm, Choristoneura occidentalis Freeman, (Mason et al., 1992). Fuentealba & Bauce

(2012b) showed that thinning can reduce negative impacts of the spruce budworm in the long term

(three years after treatments) through an increase of foliar production. However, in the short term

(one year after treatments), tree resistance to spruce budworm defoliation was found to be reduced

as a result of its negative impact on host foliar monoterpenic defensive compounds (Bauce, 1996;

Fuentealba & Bauce, 2012a). Altering stand structure may also affect the relationship between

defoliating insects and their natural enemies. Several authors have recommended silvicultural

procedures to increase natural enemy abundance and/or activity (Simmons, 1975; Hébert et al.,

1990; Cappuccino et al., 1998; 1999) but few studies on the practical application have been

conclusive (Mason et al., 1992; Liebhold et al., 1998).

The hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Guinée) (Lepidoptera: Geometridae), is one of the most

economically important defoliators in the coniferous forests of eastern North America (Otvos et al.,

1979; MacLean, 1990). Its outbreaks have mainly been reported on balsam fir Abies balsamea (L.)

Miller, and eastern hemlock Tsuga canadensis (L.) Carrière (Otvos et al., 1979; Trial, 1993; Hébert

& Jobin, 2001), where tree mortality is mainly restricted to mature and overmature stands (De

Gryse & Schedl, 1934; Carroll, 1956; Davidson & Prentice, 1967). However, defoliation can take

place on other conifers and deciduous trees (Hébert & Jobin, 2001; Berthiaume, 2007). The areas

most affected by severe infestations during the 20th century were mainly concentrated in regions

characterized by a maritime climate, more specifically in Newfoundland and in certain Québec

areas while less destructive outbreaks were reported in Ontario, New-Brunswick and Nova-Scotia

(Hébert & Jobin, 2001).

The hemlock looper is univoltine and overwinters in the egg stage (Carroll, 1956). Eggs hatch in

late May and early June, shortly after the budbreak of balsam fir (Hébert & Jobin, 2001). In late

July, larvae seek for pupation places, usually on host trees under pieces of bark or in lichens

(Watson, 1934; Hébert et al., 2001b). The pupal stage lasts between 16 and 20 days and adults

emerge from mid-August to early October (Carroll, 1956; Hébert & Jobin, 2001, Berthiaume,

2007). Many parasitoid species attack all subadult life stages of this defoliator (De Gryse & Schedl,

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1934; Hopping, 1934; Carroll, 1956; Torgersen, 1971; Otvos, 1973; Hartling et al., 1991; Turnquist,

1991). Together with diseases and climatic conditions, parasitism can play an important role in

population dynamics of the hemlock looper and during outbreak collapses (Otvos, 1973; Turnquist,

1991; Hébert et al., 2001a). However, most of the studies on hemlock looper parasitism were done

in outbreak populations and little data exist on parasitism in low density populations (Armstrong,

1996). Studies about the effect of stand structure on hemlock looper parasitism are also very scarce

(Pardy, 2000).

The main objective of the present study was to examine the short-term influence of partial cutting

on pupal and larval parasitism of hemlock looper populations to evaluate this silvicultural approach

as an alternative control tool against this important defoliator.

Material and Methods

The experiments were conducted during the summers of 2010 and 2011 in the Montmorency

experimental forest of Laval University. This boreal forest is located in the Laurentian Mountains,

70 km north of Quebec City, Quebec, Canada, in a balsam fir - white birch forest. Twelve four-

hectare plots were chosen in mature rich stands with a mesic-with-seepage drainage class. They

varied in elevation from 650 to 800m above sea level and were all growing on a north-eastern slope.

Partial cutting treatments were done in autumn 2009 in eight plots using two intensities (25 and

40% stand basal area removed) with four replicates each. Four untreated plots were used as

controls. Thinning was done with mechanical harvesters leaving 3.3±0.2m skid trails representing

15% stand basal area, and 22±3m residual forest strips in which selected trees were harvested to

achieve the desired percentage removal.

Hemlock looper pupae for this experiment were obtained from a laboratory colony at Laval

University originating from wild insects collected in the Québec City region (46°53’N; 71°18’W) in

2001 (Berthiaume, 2007). This colony was enriched with wild insect every three to four years to

limit genetic drift within the population. Larvae had been reared on mature balsam fir branches

under laboratory conditions (20 ±1°C, 40% R.H. and 16L:8D photoperiod) and eggs overwintered

in a field insectary located at the Laurentian Forestry Center in Québec City, exposed at natural

winter conditions. After overwintering, hatching larvae were reared until pupation on balsam fir

branches collected in the Montmorency forest in 6-L plastic boxes (KIS Omni Plastic Shoe Box)

with small screened windows for ventilation. The boxes were placed in growth chambers (40%

R.H. and 16L:8D photoperiod) and temperature was adjusted continuously to synchronize the larval

development with the wild population in the Montmorency forest. Synchronisation was done by

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repeated field observations of the larval development of wild hemlock looper in the study area.

Only living individuals that had pupated within 48 hours before the exposure period were used for

this experiment. Pupae selected for field exposition were kept at 10±1°C in a growth chamber and

in cooling boxes for transport to reduce their development before arriving in the study area.

Hemlock looper pupae were placed in the study area on balsam fir branches at breast height (1.3m)

by binding together three adjacent shoots and placing one single pupa in the center. To avoid

excessive host clustering, only five pupae were installed on any given balsam fir tree and trees were

at least 20m apart from each other. Hemlock looper pupae are commonly the prey of birds (Otvos,

1973) and therefore bird exclusion cages were installed around each branch bearing the pupae. A

construction consisting of a metal hoop held by a wooden stake in front of a branch was used to

support a nylon net around the branch. The mesh width of 2.5 x 2.5cm was large enough to not

interfere with searching parasitoids but to prevent predation by birds. In 2010, a total of 540 pupae

were exposed to parasitism in three periods from 19 July to 9 August and in 2011, a total of 1015

pupae were exposed in four periods from 29 July to 26 August. After a period of seven days,

exposed pupae were recovered and transported in a cooling box to the laboratory for diagnosis.

Pupae were kept individually at 23 ±1°C, 60% R.H., 16L:8D photoperiod, and checked every other

day for moth or parasitoid emergence. Pupae dying before moth or parasitoid emergence were

excluded from the analysis.

In 2011, an increase of the hemlock looper population in the study area allowed the collection of

221 late instar larvae (15-23 larvae per plot) over two days (20 and 22 July). These wild larvae were

collected from balsam fir branches at eye level in the plots and were transported to the laboratory in

a cooling box, placed in individual containers containing a balsam fir branch and held in a growth

chamber under the same conditions as described above for the pupae. Foliage was replaced twice a

week until pupation or parasitoid emergence.

One 1.8 x 1.8m Malaise trap (Townes, 1972) was placed in every plot at ground level oriented to

the south. In plots with partial cutting treatments, traps were placed in residual forest stripes,

whereas in control plots, traps were placed randomly in the forest. All traps were checked and

emptied on a weekly basis from 11 June to 25 August in 2010 and from 15 June to 2 September in

2011. However, the duration of trapping periods varied in some months. A 70% alcohol solution

was used in the Malaise traps to kill and preserve insects. Samples were analysed in the laboratory

using a binocular to identify, sex and count the most abundant pupal parasitoid (Apechthis ontario

(Cresson)) of the hemlock looper.

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Environmental temperature and relative humidity were taken in each plot with HOBO® Micro

Station Data Loggers (H21-002). They were always placed in residual forest stripes for treated plots

and randomly in the forest for control plots. Data were recorded every half an hour by one Temp

Smart Sensor (S-TMA-006) for environmental temperature and one Temperature/RH Smart Sensor

(S-THB-M002) for temperature and relative humidity, placed in solar radiation shields (M-RSA).

Maxima, minima and means were calculated on a daily basis for both temperature and relative

humidity. Only data from 2010 are available because numerous weather stations malfunctioned in

2011.

Statistical analysis

Pupal and larval parasitism was analyzed using logistic regression with random effects on the plots

nested in the treatments. Exposure periods of hemlock looper pupae were introduced as repeated

measures. Effects of silvicultural treatments were tested with a priori comparisons between controls

and treated plots as well as between the two levels of partial cutting. For pupal parasitism, p-values

were adjusted for multiplicity (PROC GLIMMIX, SAS Institute Inc., 2004). Numbers of A. ontario

wasps in Malaise traps per plot and trapping period were submitted to analysis of variance using the

Poisson distribution for the error term (PROC GLIMMIX, SAS Institute Inc., 2004). Because the

duration of the trapping periods varied in some months, it was used as an offset. The effect of

partial cutting on environmental temperature and relative humidity was analysed with an analysis of

variance using random effects due to plots nested in the treatments and sampling periods (days) as

repeated measures. Tukey adjustments were used subsequently for multiple comparisons (PROC

MIXED, SAS Institute Inc., 2004). Simple regressions were used to measure the impact of

temperature and humidity on parasitism and Malaise trap samples. (PROC REG, SAS Institute Inc.,

2004).

Results

Three species of generalist ichneumonid wasps, A. ontario, Aoplus velox (Cresson) and Itoplectis

conquisitor (Say), emerged in both years from exposed hemlock looper pupae (Table 1-1). In 2010,

overall parasitism was 36.88% and was significantly lower in stands with high levels (40%) of

partial cutting (Fig. 1-1A; F2, 25.53=4.48; P=0.0215). Most of this parasitism was done by A. ontario

(table 1). The parasitism rate by this species was also significantly lower in 40% partial cutting

stands (Fig. 1-1C; F2, 24.95=5.01; P=0.0148). In 2011, overall parasitism (14.74%) was lower than in

2010 (Table 1-1). Partial cutting had an effect neither on overall parasitism (Fig. 1C; F2, 33.97=0.65;

P=0.5299) nor on parasitism by A. ontario alone (Fig. 1-1D; F2, 38.34=2.70; P=0.0800). Parasitism by

Page 34: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

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the other two species in 2010 and 2011 was too low to be submitted to statistical analysis (Table 1-

1).

Parasitism of wild hemlock looper larvae was attributed to two ichneumonids, Mesochorus

discitergus (Say) and Phobocampe sp., one braconid, Protapantheles paleacritae (Riley), and two

tachinids, Campylocheta semiothisae (Brooks) and Madremyia saundersii (Williston) (Table 1-1).

Overall parasitism was only 5.45% and did not differ significantly between the silvicultural

treatments (F2, 9=3.03; P=0.0988). None of the larval parasitoid species was abundant enough to be

analyzed separately (Table 1-1).

Adult A. ontario females were captured in all sample periods in 2010 (11 June – 25 August) and the

mean number of captured individuals increased significantly throughout the season (F4, 26.25=5.70;

P=0.0019). Numbers of females caught in 2010 were significantly higher in stands with partial

cutting when compared to the control stands (Fig. 1-2A; F2, 11.54=7.50; P=0.0082). In 2011, adult

females were captured in the first four (15 June – 10 August) of five sample periods. The number of

captured females in 2011 (n=15) was much lower than in 2010 (n=248), and varied significantly

neither throughout the season nor between the silvicultural treatments (Fig. 1-2B). Adult A. ontario

males were captured in Malaise traps only early in the season. In 2010, males were only found

during the first sample period (11 – 30 June, Fig. 1-2C) and in 2011 during the first two sample

periods (15 June – 13 July, Fig. 1-2D). However, significantly fewer males were captured in the

second sample period (30 June - 13 July) than in the first (15 - 30 June) (F1, 5.57=13.68; P=0.0116).

In 2011, considerably fewer males were captured (n=111) than in 2010 (n=251). Differences in the

number of captured individuals were found between the silvicultural treatments neither in 2010 (F2,

9=0.51; P=0.6152) nor in 2011 (F2, 11.08=1.05; P=0.3807).

During the Malaise trapping period and hemlock looper pupal exposure (20 July - 9 August) in

2010, partial cutting increased significantly the daily mean and daily maximum temperature (Table

1-2). A significant decrease in daily mean relative humidity could only be detected during the pupal

exposure period but the daily minimum relative humidity decreased significantly in stands with

partial cutting in both periods (Table 1-2). Among environmental parameters measured in 2010,

only maximum temperature was significantly correlated with both overall parasitism (R2=0.17;

P=0.0164) and parasitism by A. ontario (R2=0.17; P=0.0172). Parasitism decreased with increasing

maximum temperature. However, none of the measured environmental parameters were

significantly correlated with Malaise trap catch.

Page 35: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

17

Discussion

The first season after treatments, parasitism in plots with the higher intensity of partial cutting (40%

stand basal area removed) was significantly reduced to less than half of that in control stands.

However, the lower partial cutting treatment had no significant influence on parasitism. Higher

levels of partial cutting may have led to a higher degree of disturbance of the environment in the

treated stands. A 40% basal area removal leads to larger openings in a forest stand than 25% partial

cutting. Open areas can have very different environmental conditions compared to continuous

forests (Aussenac, 2000). These in turn may affect parasitoid movement and alter parasitism

(Roland & Taylor, 1997). Longer distances between residual patches (Bernstein et al., 1999) and

higher temperatures (Denis et al., 2011) can lead to increased travel costs for parasitoids, which

decrease their efficiency to find and attack hosts within patches. The daily maximum and mean

temperature were significantly higher in stands with partial cutting. However, no significant

differences in temperature between the two partial cutting intensities during the pupae exposure

period were found, whereas parasitism was only reduced in stands with high partial cutting

intensities. Maximum temperature was negatively correlated with parasitism, although this

correlation only explains a small portion of variation in parasitism, indicating that other factors

must be involved. Very high levels of relative humidity have already been shown to negatively

influence parasitism by A. ontario attacking the greater wax moth, Galleria mellonella (L.), in the

laboratory (Ryan, 1974). However, only significant differences in mean and minimum relative

humidity were found between treated and control stands but not between the two partial cutting

intensities. Furthermore, relative humidity was not significantly correlated with parasitism in our

study.

The analysis of parasitism rates by pupal parasitoids in 2010 indicated that the reduced parasitism at

40% basal area reduction was due to the ichneumonid A. ontario. However, pupal parasitism and

numbers of captured A. ontario females in the exposure period of hemlock looper pupae in 2010

were not related, as parasitism was reduced only in stands with 40% partial cutting whereas more

female parasitoids were caught in stands with both partial cutting intensities. Malaise traps measure

flight activity and flight behaviour (e.g. Hébert et al., 1990) and not exclusively abundance of

insects. It is possible that increased numbers of parasitoids caught in stands with partial cutting

treatments indicate an increased flight activity due to longer distances that have to be covered

between trees in search for hosts. Climatic factors are also known to influence parasitoid flight

activity and therefore numbers of captured insects with Malaise traps (Waage & Hassel, 1982).

Page 36: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

18

However, even if higher temperatures were measured in stands with partial cutting, none of the

measured environmental parameters influenced significantly the Malaise trap catches in this study.

In previous studies, no influence of thinning on parasitism of the gypsy moth, Lymantria dispar (L.)

(Liebhold et al., 1998) or the western spruce budworm (Mason et al., 1992) was found. The results

of the present study suggest that the influence of thinning on parasitism may vary between

parasitoid-host communities. However, Roland & Taylor (1997) suggest that parasitoid species may

each respond to forest fragmentation at a characteristic spatial scale, as they demonstrated for four

parasitoids of the forest tent caterpillar, Malacosoma disstria Hübner. Partial cutting treatments can

be seen as a forest fragmentation on a relatively small scale, as skid trails separate residual forest

strips from each other. As demonstrated in the present study, 40% basal area reduction on only four

hectare are sufficient to significantly influence parasitism by A. ontario attacking hemlock looper

pupae.

No influence of partial cutting treatments on pupal parasitism was found in 2011. This result may

indicate that the negative effect of high partial cutting intensities on parasitism is only present in the

very short term (first season after treatments). However, forest fragmentation through the skid trails

persisted until 2011 and beyond, and should therefore continue to influence parasitism. A reduced

abundance of A. ontario females on the landscape level may be related to the missing effect of

silvicultural treatments on parasitism in 2011. In all plots, numbers of A. ontario females captured

in Malaise traps were considerably lower in 2011 compared to 2010. Simultaneously, the parasitism

rate of A. ontario was also very low in 2011, leading to a reduction in overall parasitism to less than

half of that in 2010. This reduction of female parasitoids in the study area may have caused the

effect of partial cutting on parasitism to recede into the background. Interannual changes in the

abundance of wild hemlock looper and alternative hosts for the parasitoids in the study area may

also have led to changes in parasitism rates between plots and years. For example, A. ontario was

found to attack the rusty tussock moth, Orgyia antiqua L., which was very abundant in both years in

the study area. Experiments over a longer time period are necessary to analyze the temporal

development of the influence of partial cutting on parasitism of hemlock looper.

Overall parasitism of hemlock looper larvae was low, which has already been reported in several

other studies (Togersen, 1971; Moody, 1993; Hall, 1995; West & Kenis, 1997). Furthermore, no

differences in larval parasitism were found between silvicultural treatments. These results suggest

that in comparison to pupal parasitism, larval parasitism plays a minor role as a cause of mortality

in this species and is also less important to take into account for forest management implications.

Page 37: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

19

Conclusion

As demonstrated in the present study, parasitism of hemlock looper pupae is significantly reduced

one year after high levels of partial cutting. However, the main reason for this reduction remains

unknown. Reduced pupal parasitism may lead to a better performance of the hemlock looper

population and thus to more defoliation of its host trees the following season. To sustain parasitism

rates in forest stands vulnerable to hemlock looper defoliation at naturally high levels, it may be

refrained from partial cutting in those stands or it may be conducted at intensities lower than 40%

stand basal area removal. Alternatively, high levels of partial cutting may be accompanied with

aerial spraying of the microbial insecticide Btk at least one year after treatments. The use of this

biological insecticide was shown to be efficient to decrease hemlock looper populations and to

reduce defoliation by this species (West et al., 1989; 1997). However, two years after the partial

cutting treatments, no significant influence on parasitism was found. Further research is necessary

to evaluate the influence of partial cutting on parasitism in the medium- and long-term.

Acknowledgements

We are grateful to N. Giasson, P. Huron, M. Charest, P. Charron and M. Lemay for help in the

laboratory and in the field and to A. Fuentealba for reviewing an earlier version of this paper. We

also thank G. Pelletier from the Canadian Forestry Service (CFS) and, O. Lonsdale, A. Bennett, J.

Fernandez and J.E. O’Hara from Agriculture and Agri-Food Canada for the identification of the

parasitoids. M. Bernier-Cardou (CFS) provided important statistical support. Financial support was

provided to the iFor Research Consortium by the Natural Sciences and Engineering Research

Council of Canada (NSERC-CRSNG), the Ministère des Ressources Naturelles et de la Faune du

Québec (MRNFQ), the Conseil de l’Industrie Forestière du Québec (CIFQ), the Canadian Forest

Service and the Société de Protection des Forêts contre les Insectes et les Maladies du Québec

(SOPFIM).

References

Armstrong, C.D. 1996. Natural enemies of the eastern hemlock looper, Lambdina fiscellaria

fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera: Geometridae). Master thesis, University of Maine,

Orono, ME.

Aussenac, G. 2000. Interactions between forest stands and microclimate: Ecophysiological aspects

and consequences for silviculture. Annals of Forest Science 57: 287-301.

Bauce, É. 1996. One and two years impact of commercial thinning on spruce budworm feeding

ecology and host tree foliage production and chemistry. The Forestry Chronicle 72: 393-

398.

Page 38: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

20

Bauce, É.; Carisey, N. and Dupont, A. 2001. Implications des relations alimentaires plante-insecte

dans la lutte contre la tordeuse des bourgeons de l’épinette. pp. 27-32. In: Proceedings,

Tordeuse des bourgeons de l’épinette: l’apprivoiser dans nos stratégies d’aménagement, 27-

29 March 2001, Shawinigan, QC.

Bernstein, C.; Kacelnik, A. and Krebs, J.R. 1991. Individual decisions and the distribution of

predators in a patchy environment. II. The influence of travel costs and structure of the

environment. Journal of Animal Ecology 60: 205-225.

Berthiaume, R. 2007. Écologie évolotive des populations d’arpenteuse de la pruche. Ph.D. thesis,

Université Laval, Quebec, QC.

Blais, J.R. 1965. Parasite studies in two residual spruce budworm (Choristoneura fumiferana

(Clem.)) outbreaks in Quebec. The Canadian Entomologist 97: 129-136.

Cappuccino, N.; Lavertu, D.; Bergeron, Y. and Régnière, J. 1998. Spruce budworm impact,

abundance and parasitism rate in a patchy landscape. Oecologia 114: 236-242.

Cappuccino, N.; Houle, M.-J. and Stein, J. 1999. The influence of understory nectar resources on

parasitism of the spruce budworm Choristoneura fumiferana in the field. Agricultural and

Forest Entomology 1: 33-36.

Carroll, W.J. 1956. History of the hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guen.),

(Lepidoptera: Geometridae) in Newfoundland, and notes on its biology. The Canadian

Entomologist 131: 659-669.

Crook, G.W.; Vezina, P.E. and Hardy, Y. 1979. Susceptibility of balsam fir to spruce budworm

defoliation as affected by thinning. Canadian Journal of Forest Research 9: 428-435.

Davidson, A.G. and Prentice, R.M. 1967. Important forest insects and diseases of mutual concern to

Canada, the United States and Mexico. Publ. No. 1180. Department of Forestry and Rural

Development, Ottawa, ON.

De Gryse, J.J. and Schedl, K. 1934. An account of the eastern hemlock looper, Ellopia fiscellaria

Gn., on hemlock, with notes on allied species. Scientific Agriculture 14: 523-539.

Denis, D.; Pierre, J.S.; van Baaren, J. and van Alphen, J.J.M. 2011. How temperature and habitat

quality affect parasitoid lifetime reproductive success - A simulation study. Ecological

Modelling 222: 1604-1613.

Fuentealba, A. and Bauce, É. 2012a. Site factors and management influence short-term host

resistance to spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.), in a species-specific

manner. Pest Management Science 68: 245-253.

Fuentealba, A. and Bauce, É. 2012b. Soil drainage class, host tree species and thinning influence

host tree resistance to the eastern spruce budworm. Canadian Journal of Forest Research 42:

1771-1783.

Hall, J.P. 1995. Forest insect and disease conditions in Canada, 1993. FIDS Report. Natural

Resources Canada, Canadian Forest Service, Ottawa, ON.

Page 39: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

21

Hartling, L.; McNutt, P.M. and Carter, N. 1991. Hemlock looper in New Brunswick: notes on

biology and survey methods. Department of Natural Resources and Energy, Forest pest

Management Section, Timber Management Branch, Fredericton, NB.

Hébert, C.; Cloutier, C. and Régnière, J. 1990. Factors affecting the flight activity of Winthemia

fumiferanae (Diptera: Tachinidae). Environmental Entomology 19: 293-302.

Hébert, C. and Jobin, L.J. 2001. The hemlock looper. Revised. Information leaflet LFC 4. Natural

Resources Canada, Canadian Forest Service, Sainte-Foy, QC.

Hébert, C.; Berthiaume, R.; Dupont, A. and Auger M. 2001a. Population collapses in a forecasted

outbreak of Lambdina fiscellaria (Lepidoptera: Geometridae) caused by spring egg

parasitism by Telenomus spp. (Hymenoptera: Scelionidae). Environmental Ecology 30: 37-

43.

Hébert, C.; Jobin, L.; Berthiaume, R.; Coulombe, C. and Dupont, A. 2001b. Changes in hemlock

looper (Lepidoptera: Geometridae) pupal distribution through a 3 year outbreak cycle.

Phytoprotection 82: 57-63.

Hopping, G.R. 1934. An account of the western hemlock looper, Ellopia somniaria Hulst, on

conifers in British Columbia. Scientific Agriculture 15: 12-28.

Liebhold, A.M.; Muzika, R.M. and Gottschalk, K.W. 1998. Does thinning affect gypsy moth

dynamics? Forest Science 44: 239-245.

MacLean, D.A. 1990. Impact of forest pests and fire on stand growth and timber yield: implications

for forest management planning. Canadian Journal of Forest Research 20: 391-404.

Mason, R.R.; Wickman, B.E.; Beckwith, R.C. and Paul, H.G. 1992. Thinning and nitrogen

fertilization in a grand fir stand infested with western spruce budworm. Part I: Insect

response. Forest Science 38: 235–251.

Miller, C.A. and Renault, T.R. 1976. Incidence of parasitoids attacking endemic spruce budworm

(Lepidoptera: Tortricidae) populations in New Brunswick. The Canadian Entomologist 108:

1045-1052.

Moody, B.H. 1993. Forest insect and disease conditions in Canada 1990. Natural Resources

Canada, Canadian Forest Service, Headquarters, Science and Sustainable Development

Directorate, Ottawa, ON.

Muzika, R.M. and Liebhold, A.M. 2000. A critique of silvicultural approaches to managing

defoliating insects in North America. Agricultural and Forest Entomology 2: 97-105.

Otvos, I.S. 1973. Biological control agents and their role in the population fluctuation of the eastern

hemlock looper in Newfoundland. Inf. Rep. N-X-102. Environment Canada, Canadian

Forest Service, St. John’s, NL.

Otvos, I.S.; Clarke, L.J. and Durling, D.S. 1979. A history of recorded eastern hemlock looper

outbreaks in Newfoundland. Inf. Rep. N-X-179. Environment Canada, Canadian Forest

Service, St. John’s, NL.

Page 40: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

22

Pardy, S.A. 2000. Influence of balsam fir stand condition on the abundance and diversity of eastern

hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guen.) (Lepidoptera: Geometridae)

natural enemies. M.Sc. thesis, University of Newfoundland, St. John’s, NL.

Roland, J. and Taylor, P.D. 1997. Insect parasitoid species respond to forest structure at different

spatial scales. Nature 386: 710-713.

Ryan, R.B. 1974. Reduced oviposition by Ephialtes ontario and Itoplectis quadricingulatus in a

humid environment. Annals of the Entomological Society of America 67: 928-930.

SAS Institute Inc. 2004. SAS/STAT 9.1 User’s Guide. Cary, NC.

Simmons, G.A.; Leonard, D.E. and Chen, C.W. 1975. Influence of tree species density and

composition on parasitism of the spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.).

Environmental Entomology 4: 832-836.

Torgersen, T.R. 1971. Parasites of the western hemlock looper, Lambdina fiscellaria lugubrosa

(Hulst), in Southeast Alaska. The Pan-Pacific Entomologist 47: 215-219.

Townes, H. 1972. A light-weight Malaise trap. Entomological News 83: 239-247.

Trial, H. 1993. The hemlock looper in Maine 1992 and a forecast for 1993. Maine Forestry Service,

Maine Department of Conservation, Insect and Disease Management Division, Summary

Report No. 7: 57-73.

Turnquist, R. 1991. Western Hemlock looper in British Columbia. FIDS Report 91-08. Forestry

Canada, Pacific Forestry Centre, Victoria, BC.

Waage, J.K. and Hassel, M.P. 1982. Parasitoids as biological control agents - a fundamental

approach. Parasitiology 84: 241-268.

Watson, E.B. 1934. An account of the eastern hemlock looper, Ellopia fiscellaria Gn., on balsam

fir. Scientific Agriculture 14: 669-678.

West, R.J.; Raske, A.G. and Sundaram, A. 1989. Efficacy of oil-based formulations of Bacillus

thuringiensis Berliner var. kurstaki against the hemlock looper, Lambdina fiscellaria

fiscellaria (Guen.) (Lepidoptera: Geometridae). The Canadian Entomologist 121: 55-63.

West, R.J. and Kenis, M. 1997. Screening four exotic parasitoids as potential controls for the

eastern hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera:

Geometridae). The Canadian Entomologist 129: 831-841.

West, R.J.; Thompson, D.; Sundaram, K.M.S.; Sundaram A.; Retnakaran, A. and Mickle, R. 1997.

Efficacy of aerial applications of Bacillus thuringiensis Berliner and tebufenozide against

the eastern hemlock looper (Lepidoptera: Geometridae). The Canadian Entomologist 129:

613-626.

Page 41: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

23

Table 1-1: Parasitism rates (%) by species attacking hemlock looper pupae and larvae.

*Pupal parasitism was analyzed in 2010 (n=385) and 2011 (n=726), whereas larval parasitism was only

analyzed in 2011 (n=202)

2010* 2011

Pupal parasitoids

Ichneumonidae

Apechthis ontario (Cresson) 35. 58 10. 33

Aoplus velox (Cresson) 1. 04 3. 86

Itoplectis conquisitor (Say) 0. 26 0. 55

Larval parasitoids

Ichneumonidae

Mesochorus discitergus (Say) - 0. 50

Phobocampe sp. - 0. 99

Braconidae

Protapantheles paleacritae (Riley) - 0. 99

Tachinidae

Campylocheta semiothisae (Brooks) - 0. 99

Madremyia saundersii (Williston) - 0. 99

Unidentified - 0. 99

Page 42: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

24

Table 1-2: Influence of partial cutting on environmental temperature and relative humidity (RH)

(means ± SEM).

Parameter partial cutting intensity

F df P 0% 25% 40%

Malaise trap sampling period*

Mean temperature 14.94±0.19a 15.35±0.22

b 15.26±0.20

b 12.78 2, 8 0.0032

Maximum temperature 19.44±0.21a 20.25±0.26

a 20.73±0.24

b 10.25 2, 8 0.0062

Mean RH 81.21±1.52a 77.98±1.58

a 79.78±1.52

a 3.99 2, 8 0.0627

Minimum RH 60.12±0.97a 54.92±1.12

b 55.21±1.03

b 12.02 2, 8 0.0039

Pupae exposure period†

Mean temperature 14.56±0.29a 14.93±0.33

b 14.97±0.29

b 20.49 2, 8 0.0007

Maximum temperature 18.61±0.33a 19.43±0.42

b 19.87±0.36

b 11.84 2, 8 0.0041

Mean RH 83.56±0.83a 80.17±1.04

b 81.83±0.86

a,b 4.72 2, 8 0.0443

Minimum RH 63.07±1.42a 57.03±1.69

b 57.66±1.46

b 10.45 2, 8 0.0059

* June 11 - August 25 2010; † July 20 - August 9 2010

Values in each row followed by the same letter do not differ significantly at P < 0.05 according to Tukey’s

range test.

Page 43: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

25

Figure 1-1: Mean rates of overall attack (A, B) and attack by A. ontario (C, D) as a function of

exposure periods in 2010 and 2011 following partial cutting treatments, 0, 25 and 40% basal area

reduction. Lines followed by the same letter do not differ significantly at P < 0.05 according to a

priori comparisons.

Page 44: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

26

Figure 1-2: Mean number of A. ontario females (A, B) and males (C, D) per trapping day caught

with Malaise traps as a function of time (ordinal date), one (2010) and two (2011) years following

partial cutting treatments, 0, 25 and 40% basal area reduction. Lines followed by the same letter do

not differ significantly at P < 0.05 according to a priori comparisons.

Page 45: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

27

Does spruce budworm rearing diet influence

larval parasitism?

Seehausen, M. Lukas1; Régnière, Jacques2 & Bauce, Éric1

1Centre d’Étude de la Forêt and Département des Sciences du Bois et de la Forêt, Faculté

de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval, Québec, QC, Canada,

G1V 0A6

2Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Laurentian Forestry Centre,

Québec, QC, Canada, G1V 4C7

Accepted by: The Canadian Entomologist

Page 46: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

28

Résumé

Dans la présente étude, des larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura

fumiferana (Clemens) (Lepidoptera: Tortricidae), ont été élevées en laboratoire sur nourriture

artificielle ainsi que sur du feuillage de sapin baumier, Abies balsamea (L.) Miller (Pinaceae), pour

ensuite être introduites en forêt afin de comparer leur parasitisme. Par ailleurs, un test de choix en

laboratoire a été effectué avec le parasitoïde Tranosema rostrale (Brishke) (Hymenoptera:

Ichneumonidae). Aucune influence significative de la diète sur le parasitisme n’a été démontrée sur

le terrain. Cependant, un nombre significativement plus grand de larves élevées sur le feuillage ont

été attaquées par T. rostrale en laboratoire. Malgré la préférence pour les larves élevées sur le

feuillage en laboratoire, nous concluons que des larves élevées sur la diète artificielle peuvent être

utilisées dans la détermination des taux de parasitisme sur le terrain sans risque de biaiser les

résultats obtenus.

Page 47: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

29

Abstract

Artificial diet is commonly used to rear the spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens)

(Lepidoptera: Tortricidae), in the laboratory. While its effect on spruce budworm performance is

relatively well studied, no information exists about the influence of rearing diet on larval parasitism.

In this study, spruce budworm larvae reared in the laboratory on artificial diet or balsam fir, Abies

balsamea (L.) Miller (Pinaceae), foliage were introduced in the field to compare parasitism.

Additionally, a laboratory choice test was conducted with the larval parasitoid Tranosema rostrale

(Brishke) (Hymenoptera: Ichneumonidae). No significant influence of spruce budworm rearing diet

on parasitism in the field was found. However, in the laboratory, T. rostrale attacked significantly

more foliage-fed larvae. We conclude that even if initial differences in parasitism may exist

between diet-fed and foliage-fed larvae in the laboratory, spruce budworm larvae reared on artificial

diet can be used in field studies investigating parasitism of wild spruce budworm populations

without concern that the food source would affect parasitism.

Page 48: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

30

The eastern spruce budworm Choristoneura fumiferana (Clemens) (Lepidoptera: Tortricidae) is

commonly reared on artificial diet (McMorran, 1965) for both laboratory and field experiments.

Certain differences exist between foliage-fed and artificial diet-fed larvae, such as higher survival of

larvae, increased pupal weight, adult longevity, fecundity and development times (McMorran,

1965). Poirier and Borden (2000) observed that foliage-fed larvae did not respond to the oral

exudates of artificial diet-fed larvae, whereas exudates from foliage-fed larvae had a deterrent effect

on the feeding behavior of both foliage- and artificial diet-fed larvae. Several studies used spruce

budworm larvae reared on artificial diet for exposure in the field to investigate parasitism and

parasitoid behavior in endemic budworm populations (Doucet and Cusson, 1996a, 1996b; Fidgen

and Eveleigh, 1998; Fidgen et al., 2000; Cusson et al., 2002).

It is well known that variation in the food consumed by herbivores can change their chemical

composition and affect their susceptibility to predator attack (reviewed by Price et al. 1980). For

instance, several plant compounds such as toxins assimilated by lepidoptera can alter parasitoid

performance (reviewed by Ode, 2006). However, few studies have dealt with influences of artificial

diets compared to natural diets of lepidoptera on parasitism (but see Song et al., 1997; Havill and

Raffa, 2000). So far only the effect of host diet on parasitism of spruce budworm eggs had been

tested (Song et al., 1997) but no attempt has been made to test if larval parasitoids of the spruce

budworm are influenced by the artificial diet ingested by its host. Therefore, both field and

laboratory experiments were conducted to test the use of diet-fed spruce budworm larvae for

parasitism studies.

The field experiment was conducted in summer 2011 in the context of a larger study on the

influence of partial cutting on parasitism (Seehausen, 2013), in Laval University’s Montmorency

experimental forest (47°20’N, 41°30’W). This boreal forest is located in the Laurentian Mountains,

70 km north of Quebec City, Quebec, Canada, in a balsam fir - white birch forest. Four plots, each

approximately four hectare in size, were located in unaltered mature forests. Plot elevations ranged

from 650 to 800 m on a north-eastern slope.

Diapausing second instar spruce budworm larvae were obtained from the Canadian Forest Service,

Sault Ste. Marie, Ontario, Canada, and reared at 23°C and a 16-h photoperiod on either artificial

diet (McMorran, 1965) or foliage of balsam fir, Abies balsamea (L.) Miller (Pinaceae), harvested in

the study area. Foliage was stored at 4°C for not longer than one week in buckets filled with water

and offered to larvae as small branches in water-filled tubes. Branches in rearing containers were

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31

exchanged twice a week to provide larvae with fresh food. Larvae were held in plastic containers

with food ad libitum until the desired instar for the experiment was reached (7 to 20 days).

To compare parasitism rates of budworm larvae, fourth to sixth instar foliage- and diet-fed larvae

were implanted twice a week from 21 June to 19 July 2011 in each of the four plots. Before

implantation, larvae were held in small plastic containers without food for 24 hours at 4°C in

growth chambers. They were transported to the study area in cooling boxes and installed on balsam

fir current year shoots at eye level in groups of five larvae with the same treatment distributed on

two to five young trees. Trees and branches were marked with coloured flags to facilitate recovery

of larvae after exposure. Every group was randomly distributed in each plot and at least 15 meters

apart from each other. To synchronize the implantation of the larvae with their natural occurrence

and the occurrence of the parasitoids in the study area, a model of spruce budworm seasonality

(Régnière et al., 2012) was used. Larvae were recovered at nine dates after a seven-day exposure

period (Fig. 1). Shoots containing the exposed budworms were cut so that immature stages of

parasitoids (larvae or cocoons) hidden in the foliage in the vicinity of their host were also collected.

After transport to the laboratory in a cooling box, larvae were placed in individual containers on

artificial diet, reared at room temperature and checked three times a week for parasitoid emergence.

The proportion of parasitized recovered larvae was analyzed using logistic regression, with

treatments (diet) as fixed effects, plots as random effects, and time as repeated measures (PROC

GLIMMIX, SAS Institute Inc., 2004). Repeated measures were needed because of the likely

autocorrelation of the plots effect error. Individuals dying from causes other than parasitism were

not included in the analysis.

A laboratory choice test was conducted in 2011 and 2012 with a total of 33 female specimens of the

parasitoid Tranosema rostrale (Brishke) (Hymenoptera: Ichneumonidae) obtained from field

implanted spruce budworm larvae in and near the study area. One foliage-fed and one diet-fed larva

of the same instar (fourth or fifth) and size were placed at opposite sides in a 100 x 15 mm petri

dish. Using an aspirator, one inexperienced wasp (a wasp which had never before parasitized a

larva) was transferred to the petri dish for ten minutes or until it had attacked one host larva. A larva

was considered as attacked if the wasp’s ovipositor was clearly inserted in its skin. If no parasitism

occurred, the larvae were transferred to a new petri dish where the experiment was repeated using

another inexperienced wasp. The choice test was analyzed using a two tailed sign test (PROC

UNIVARIATE, SAS Institute Inc., 2004).

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32

The overall parasitism rate in the field experiment was 86.2%, most of which was done by two

species: T. rostrale and Elachertus cacoeciae (Howard) (Hymenoptera: Eulophidae). Phytodietus

sp. (prob. vulgaris Cresson) (Hymenoptera: Ichneumonidae) and a few unidentified individuals

were also present (hereafter referred to as other species; Table 1; Fig. 1). No effect of larval diet on

parasitism was found, whether overall or by each species (Table 1). Overall parasitism decreased

significantly throughout the season (F8,19.67=2.94; P=0.0244) although this effect was not significant

when parasitism was analysed separately for each parasitoid species (Fig. 1). These changes over

time reflect the different phenology of each species, T. rostrale being more active early in the

summer, and E. cacoeciae later (JR, unpublished data).

In the choice test with T. rostrale females, spruce budworm larvae fed on balsam fir foliage were

chosen more than twice as often (70%, 23/33) as diet-fed larvae (30%, 10/33; P=0.0351). While the

sample sizes in these tests are small, the difficulty of obtaining sufficient biological material

precluded access to larger number of female parasitoids. We hypothesize that T. rostrale may use

olfactory cues from the budworm’s host plant to find its host, such as volatiles liberated by feeding

larvae or their frass, and therefore find or recognize foliage-fed larvae more readily. It is possible

that in the first few hours of exposure in the field, foliage-fed larvae are also attacked more often

than diet-fed larvae by T. rostrale females. However, an exposure period of seven days as described

above would mask such an effect as the diet-fed larvae feed on foliage.

We conclude that implanting in the field of spruce budworm larvae reared on McMorran (1965)

artificial diet can be used without concern that the food source used in rearing would affect

parasitism rates.

Acknowledgements

We thank M. Cusson (Canadian Forest Service) for assistance in the laboratory choice test, and N.

Giasson, M. Lemay and P. Huron for assistance with the field work. Thanks to P. Therrien, G.

Trudel, C. Dussault and D. Simoneau (Ministère des Ressources Naturelles du Québec) for insect

rearing and parasitoid identification and to M. Bernier-Cardou (Canadian Forest Service) for

statistical advice. Financial support was provided through the iFor Research Consortium by the

Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), the Ministère des

Ressources Naturelles du Québec, the Conseil de l’Industrie Forestière du Québec, the Canadian

Forest Service and the Société de Protection des Forêts contre les Insectes et Maladies.

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33

References

Cusson, M., Laforge, M., Régnière, J., Béliveau, C., Trudel, D., Thireau, J.-C., Bellemare, G.,

Keirstead, N., and Stolz, D. 2002. Multiparasitism of Choristoneura fumiferana by the

ichneumonid Tranosema rostrale and the tachinid Actia interrupta: occurrence in the field and

outcome of competition under laboratory conditions. Entomologia Experimentalis et Applicata,

102: 125-133.

Doucet, D., and Cusson, M. 1996a. Role of calyx fluid in alterations of immunity in Choristoneura

fumiferana larvae parasitized by Tranosema rostrale. Comparative Biochemistry and

Physiology, 114 A: 311-317.

Doucet, D., and Cusson, M. 1996b. Alteration of developmental rate and growth of Choristoneura

fumiferana parasitized by Tranosema rostrale: role of the calyx fluid. Entomologia

Experimentalis et Applicata, 81: 21-30.

Fidgen, J.G., and Eveleigh, E.S. 1998. Life history characteristics of Elachertus cacoeciae

(Hymenoptera: Eulophidae), an ectoparasitoid of spruce budworm larvae, Choristoneura

fumiferana (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian Entomologist. 130: 215-229.

Fidgen, J.G., Eveleigh, E.S., and Quiring, D.T. 2000. Influence of host size on oviposition

behaviour and fitness of Elachertus cacoeciae attacking a low-density population of spruce

budworm Choristoneura fumiferana larvae. Ecological Entomology, 25: 156-164.

Havill, N.P., and Raffa, K.F. 2000. Compound effects of induced plant responses on insect

herbivores and parasitoids: implications for tritrophic interactions. Ecological Entomology, 25:

171-179.

McMorran, A. 1965. A synthetic diet for the spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.)

(Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian Entomologist, 97: 58-62.

Ode, P.J. 2006. Plant chemistry and natural enemy fitness: effects on herbivore and natural enemy

interactions. Annual Review of Entomology, 51: 162-185.

Poirier, L.M., and Borden, J.H. 2000. Influence of diet on repellent and feeding-deterrent activity of

larval oral exudate in spruce budworms (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian

Entomologist, 132: 81-89.

Price, P.W., Bouton, C.E., Gross, P., McPheron, B.A., Thompson, J.N., and Weis, A.E. 1980.

Interactions among three trophic levels: Influence of plants on interactions between insect

herbivores and natural enemies. Annual Review of Ecology and Systematics, 11: 41-65.

SAS Institute Inc. 2004. SAS/STAT 9.1. User’s Guide. Cary, NC.

Seehausen, M.L. 2013. L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l’arpenteuse de la

pruche et de la tordeuse de bourgeons de l’épinette. Master thesis, Université Laval, Quebec,

QC.

Régnière, J., St-Amant, R., and Duval, P. 2012. Predicting insect distributions under climate change

from physiological responses: spruce budworm as an example. Biological Invasions 14: 1571-

1586.

Page 52: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

34

Song, S.J., Bourchier, R.S., and Smith, S.M. 1997. Effect of host diet on acceptance of eastern

spruce budworm eggs by Trichogramma minutum. Entomologia Experimentalis et Applicata

84: 41-47.

Page 53: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

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Table 2-1: Percent parasitism (mean and SEM, n=4x9) and statistical analysis of parasitism of

foliage-fed (n=325) and diet-fed (n=347) spruce budworm larvae.

Species % parasitism of

foliage-fed larvae

% parasitism of diet-

fed larvae F df P

Tranosema rostrale 55.75 ±3.69 59.04 ±3.57 0.38 1, 46.19 0.5409

Elachertus cacoeciae 17.28 ±2.75 17.69 ±2.73 0.01 1, 24.96 0.9084

other species 9.29 ±1.64 5.92 ±1.30 2.40 1, 48.80 0.1275

total parasitism 88.70 ±2.11* 83.93 ±2.37 2.03 1, 46.16 0.1611

* Two larvae were multiparasitized by T. rostrale and E. cacoeciae; they were excluded from the species-

specific analysis but included in total parasitism.

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Figure 2-1: Mean rates of (A) overall attack; (B) attack by T. rostrale; (C) attack by E. cacoeciae;

and (D) attack by other parasitoid species, as a function of time (ordinal date) in 2011 (black:

foliage-fed larvae; dashed grey: diet-fed larvae).

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37

Influence of partial cutting on parasitism of

endemic spruce budworm populations

Seehausen, M. Lukas1; Bauce, Éric1; Régnière, Jacques2 & Berthiaume, Richard1

1Centre d’Étude de la Forêt and Département des Sciences du Bois et de la Forêt, Faculté

de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval, Québec, QC, Canada,

G1V 0A6

2Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Laurentian Forestry Centre,

Québec, QC, Canada, G1V 4C7

For submission to: Agricultural and Forest Entomology

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Résumé

L’influence des coupes partielles sur le parasitisme chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette a

été étudiée dans des sapinières à bouleau blanc. Des larves et des chrysalides de la tordeuse des

bourgeons de l’épinette ont été introduites dans des parcelles ayant subi deux intensités de coupes

partielles, soit 25% et 40% de réduction de la surface terrière, et des parcelles témoins sans

traitements pour mesurer le taux de parasitisme. Les chrysalides n’ont pas été suffisamment

attaquées pour comparer le taux de parasitisme entre les traitements. Deux ans après les traitements

sylvicoles, le taux de parasitisme chez les larves du quatrième et cinquième stade a été

significativement réduit dans les parcelles avec coupe partielle, peu importe l’intensité du

traitement. Cependant, cette influence n’a pas été observée l’année suivante au niveau du

parasitisme larvaire. Les mécanismes expliquant ce phénomène restent inconnus mais quelques

hypothèses sont élaborées dans le présent travail.

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39

Abstract

Silvicultural treatments such as thinning have been suggested as management tools against spruce

budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens). Among other things, parasitoids are also proposed

to be influenced by silvicultural procedures, but the effect of thinning on spruce budworm’s natural

enemies has not been tested yet. In this study, the influence of partial cutting on parasitism of

endemic spruce budworm populations has been investigated in mature balsam fir/white birch

forests. Two intensities of partial cutting (25% and 40% stand basal area reduced) were conducted

in 2009 and parasitism of introduced spruce budworm larvae and pupae was determined during

three years following these treatments. Pupal parasitism was too low for comparison between

treatments. However, two years following treatments, parasitism of fourth and fifth instar larvae

was significantly reduced in plots with both intensities of partial cutting, which was attributed to the

parasitoid Tranosema rostrale (Brishke). Three years after treatments, no significant influence of

partial cutting on parasitism of spruce budworm larvae was found. The explanation of the

mechanisms behind the reduction in larval parasitism is beyond the scope of this study but several

hypotheses are proposed. We conclude that practitioners should refrain from partial cutting in forest

stands threatened by imminent spruce budworm defoliation or alternatively, treatments may be

accompanied with application of insecticides for at least the first two years to prevent an increased

risk of defoliation.

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40

Introduction

For at least the past three centuries, populations of the spruce budworm, Choristoneura fumiferanae

(Clemens) (Lepidoptera: Tortricidae) have reached epidemic densities over broad areas of North

American conifer forests on a more or less regular basis (Blais, 1965b; Morin, 1994). The last major

outbreak in eastern Canada reached its peak in 1975, covering some 57 million hectares of forest in

eastern Canada and the United States (Kettela, 1983). During this outbreak, the SBW caused losses

of more than 238 million cubic metres of wood fibre through tree mortality in Quebec’s forests and

approximately the same volume through growth reduction of trees (Coulombe et al., 2004).

Recently, populations of this defoliator have reached outbreak levels in several regions of north-

western Quebec, Canada (MRNF, 2011).

Mortality by parasitoids is one important factor driving local oscillations of spruce budworm

populations (Royama, 1984). However, their increased impact at the end of outbreaks has been

linked to prior host population reductions (Régnière & Nealis, 2007) due to other factors that might

include fluctuations in alternate host populations (McGugan & Blais, 1959; Blais, 1960; Miller,

1963; Blais, 1965a). Only limited data exist about the influence of parasitoids on endemic spruce

budworm populations (Miller & Renault, 1976; Cusson et al., 1998; J.R. unpublished data).

Currently, the most commonly used control measure against the spruce budworm is aerial

application of the microbial insecticide Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk) (van

Frankenhuyzen, 1995, Fournier et al., 2010). Manipulation of forest habitats through silviculture is

an attractive alternative approach to manage defoliating insects because it may provide long-lasting,

inexpensive control with low environmental impact (Muzika & Liebhold, 2000). It has been

suggested that thinning could reduce damage caused by spruce budworm (Crook et al., 1979;

Bauce, 1996; Bauce et al., 2001). Fuentealba and Bauce (2012b) found increased resistance to

spruce budworm in balsam fir trees three years after stand thinning, mostly as a result of an increase

in foliar production in residual trees. It is not clear however how such increased foliar production

could lead to reduced damage during a spruce budworm outbreak, where insect numbers are limited

by food supply. In the shorter term (first year), tree resistance to defoliation was reduced through

reduction in foliar monoterpenes (Bauce, 1996; Fuentealba & Bauce, 2012a).

Several authors have suggested that silvicultural treatments could increase the abundance or impacts

of spruce budworm’s natural enemies (Simmons, 1975; Hébert et al., 1990; Cappuccino et al.,

1998, 1999). However, to our knowledge, no studies have been conducted to test whether thinning

can affect the impact of parasitoids on spruce budworm populations. The main objective of the

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41

present study was to investigate the influence of different partial cutting intensities on spruce

budworm parasitism during the endemic period to further evaluate the use of this silvicultural

approach to reduce stand susceptibility to spruce budworm defoliation.

Material and Methods

The experiments were conducted during spring and summer from 2010 to 2012 in the Montmorency

experimental forest of the Laval University. This boreal forest is located in the Laurentian

Mountains, 70 km north of Quebec City, Quebec, Canada, in a region dominated by balsam fir and

white birch. Twelve four-hectare plots were chosen on a north-eastern slope varying in elevation

from 650 to 800 m, all situated in mature rich stands with a mesic-with-seepage drainage class. In

eight plots, partial cutting treatments of two intensities (25 and 40% stand basal area removed) were

done in autumn 2009. Four untreated plots were used as controls. Thinning was realised with

mechanical harvesters leaving 3.3±0.2m skid trails in the treated plots, which represented 15%

stand basal area removal. To achieve the desired percentage removal, selected trees were removed

on either side of the skid trails. Remaining forest strips were 22±3m broad.

Because the spruce budworm population in the study area was on a very low level, sentinel hosts

were introduced to measure parasitism. To this end, overwintering second instar larvae of the spruce

budworm were obtained from the insect rearing facility of the Canadian Forest Service (Great Lakes

Forest Research Centre, Sault Ste. Marie, Ontario) and reared on artificial diet (McMorran, 1965) in

growth chambers at 23°C and a 16-h photoperiod until the desired instar. The appropriateness of

using artificial diet-fed larvae for field implantation to measure parasitism was tested elsewhere

(Seehausen et al., accepted). To synchronize the development of implanted larvae with that of the

natural populations, a model of spruce budworm seasonality was used (Régnière et al., 2012).

A total of 540 and 585 pupae were introduced in the study area in 2010 and 2011, respectively. For

this purpose, trees were chosen in remaining forest strips for plots with silvicultural treatments and

randomly in the forest for control plots. Pupae were placed on balsam fir branches at breast height

(1.3m) by binding together several adjacent shoots and placing one single pupa in the centre (Fig. 3-

1). Only five pupae were installed on any given tree and trees were at least 15 meters apart from

each other to avoid excessive host clustering. Because spruce budworm pupae are commonly the

prey of birds (Crawford & Jennings, 1989; Venier & Holmes, 2010; J.R., unpublished data),

exclusion cages were installed around each branch bearing the pupae. These cages consisted of a

nylon net supported by a metal hoop fastened to a wooden stake in front of the branch. The 2.5-cm

mesh was large enough to not interfere with searching parasitoids but prevented birds from reaching

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42

the pupae. Pupae were installed twice a week and recovered after seven days. They were

transported to the laboratory in a cooling box, placed in individual containers and reared at room

temperature until moth or parasitoid emergence.

A total of 2015 and 2340 fourth to sixth instar larvae were installed in 2011 and 2012, respectively,

on balsam fir current-year shoots at eye level. Groups of two to five young trees were chosen in

each plot to install five larvae per group. Groups were at least 15 meters apart from each other.

Larvae were installed twice a week and recovered after an exposure period of seven days. To

recover exposed larvae and also immature stages of parasitoids (larvae or cocoons) in the foliage in

the vicinity of their host, whole shoots containing the exposed budworms were cut. After transport

to the laboratory in a cooling box, larvae were placed in individual containers on artificial diet

(McMorran, 1965) and reared at room temperature until moth or parasitoid emergence.

Statistical analysis

Parasitism was analyzed using logistic regressions with binomial distributions and random effects

on the plots nested within the treatments. Exposure periods were introduced as repeated measures.

Effects of silvicultural treatments were tested with a priori comparisons between controls and

treated plots as well as between the two levels of partial cutting; P-values were adjusted for

multiplicity (PROC GLIMMIX, SAS Institute Inc., 2004). Larvae and pupae dying from causes

other than parasitism were excluded from the analysis.

Results

Pupal parasitism was very low in both sampling years (2010 and 2011); only two of the recovered

pupae were parasitized, both by Itoplectis conquisitor (Say) (Hymenoptera: Ichneumonidae).

Overall parasitism of fourth and fifth instar spruce budworm larvae was 76.6 and 53.9% in 2011

and 2012 respectively. Most of this parasitism was done by Tranosema rostrale (Brishke)

(Hymenoptera: Ichneumonidae) and Elachertus cacoeciae (Howard) (Hymenoptera: Eulophidae).

In both years, a few Phytodietus sp. (prob. vulgaris (Cresson)) (Hymenoptera: Ichneumonidae) and

some unidentified species were also present (hereafter referred to as other species) (Fig. 3-2G and

H).

In 2011, overall parasitism of fourth and fifth instar larvae was significantly lower in plots with

partial cutting, regardless of its intensity (Table 3-1), but did not vary significantly over the season

(Fig. 3-2A; F5, 25.19=0.64; P=0.6689). However, in 2012, partial cutting had no significant effect on

overall parasitism of fourth and fifth instar larvae (Table 3-1), but decreased significantly over the

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43

sampling period (Fig. 3-2B; F5, 25.76=8.61; P<0.0001). The same tendency between the two years

was found for parasitism of fourth and fifth instar larvae when parasitism rates of T. rostrale were

submitted to statistical analysis. Parasitism was significantly lower in plots with partial cutting of

both intensities in 2011 but no significant influence of partial cutting on parasitism by this species

was found in 2012 (Table 3-1). Parasitism by E. cacoeciae and other species did not differ

significantly between the silvicultural treatments in both years (Table 3-1).

A significant decrease in the parasitism rate by T. rostrale over the sampling period was found in

2011 (Fig. 3-2C; F5, 26.37= 7.79; P=0.0001) as well as in 2012 (Fig. 3-2D; F5, 24.66=5.84; P=0.0011).

In contrast, parasitism by E. cacoeciae increased significantly over the sampling period in 2011

(Fig. 3-2E; F5, 26.44=5.67; P=0.0011) but in 2012, spruce budworm larvae were only attacked in the

first four sample periods by this species, during which its parasitism rate did not differ significantly

over time (Fig. 3-2F; F3, 19.81=0.63; P=0.6072). Parasitism by other species was significantly higher

in the beginning of the sampling period in 2011 (Fig. 3-1G; F5, 24.99=2.70; P=0.0441) but did not

vary significantly over time in 2012 (Fig. 3-2H; F2, 26.11=1.55; P=0.2081).

In 2011, not enough sixth instar larvae were collected after the exposure period to be submitted to

statistical analysis. However, parasitism of sixth instar larvae in 2012 (22.0%, n=436) was rather

low compared to parasitism of fourth and fifth instar larvae. Parasitism was done by T. rostrale

(16.7%), E. cacoeciae (0.2%) and some unidentified parasitoid species (5.1%). Partial cutting had

an effect neither on overall parasitism (F2, 29.67=1.12; P=0.3406) nor on T. rostrale attacking sixth

instar larvae (F2, 29.51=0.72; P=0.4961). Parasitism by E. cacoeciae and other species was too low to

be submitted to statistical analysis.

Discussion

Partial cutting significantly decreased parasitism of fourth and fifth instar spruce budworm larvae in

2011. Several hypotheses can be proposed to explain this reduction in parasitism. For instance, skid

trails, used by the harvesting machinery as pathways and to move trunks, constitute a fragmentation

of the forest which may influence parasitoids in several ways. Roland and Taylor (1997) suggest for

example that forest fragmentation may alter parasitism through the effects of habitat structure on

parasitoid movement. Openings of the forest canopy through silvicultural treatments like

commercial thinning can also cause substantial microclimatic changes (Aussenac, 2000; Thibodeau

et al., 2000) which in turn may influence parasitoids. For instance, higher temperatures as can be

found in stands with partial cutting (Seehausen, 2013) can result in less efficient exploitation of

patches which can result in a lower parasitism rate (Denis et al., 2011). Possibly modified humidity

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44

(Gol’Berg, 1982; Ryan, 1974) and higher wind speeds (Messing et al., 1997; Gu & Dorn 2001)

resulting from partial cutting treatments may have similar effects on parasitism.

The analysis of parasitism rates of each parasitoid species revealed that only parasitism by T.

rostrale was negatively influenced by partial cutting in 2011. Thus, the negative influence of this

silvicultural treatment on overall parasitism is due to the influence on the parasitism rate of this

species. Roland & Taylor (1997) suggest that parasitoid species may each respond to forest

fragmentation at a characteristic spatial scale, depending on the size of the parasitoid species. In this

study, only one other parasitoid species, E. cacoeciae, was abundant enough to be analysed

separately. E. cacoeciae is smaller than T. rostrale and was significantly influenced by partial

cutting neither in 2011 nor in 2012. However, with only two species, it is beyond the scope of this

study to assess the reason for the differences of the influence of partial between the species.

No significant influence of the silvicultural treatments on larval parasitism was found in 2012,

which may indicate that the negative impact of partial cutting on parasitism detected in 2011 is

ephemeral. However, if partial cutting only influences parasitism in the short term, the previously

raised hypotheses about how the treatments may influence parasitism would be invalidated, because

the skid trails persist until 2012 and beyond, and should therefore continue to influence parasitism.

In a related study about the influence of partial cutting on pupal parasitism of the hemlock looper,

Lambdina fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera: Geometridae), a similar phenomenon has been

described (Seehausen, 2013). While parasitism was negatively affected by partial cutting one year

after the silvicultural treatments, no significant influence has been detected in the following year. In

this case, Malaise trap samples showed an important reduction in the abundance and activity of the

mainly affected parasitoid in the same year in which no influence of partial cutting was detected,

which was also reflected in a reduced parasitism rate of the same species. Seehausen (2013)

hypothesises that this interannual variation in the abundance of adult parasitoids in the study area

may be related to the interannual variations in the influence of the silvicultural treatment. In the

present study, no Malaise trap samples were evaluated. However, an important reduction in

parasitism by T. rostrale and E. cacoeciae was found in 2012 (Table 3-1), indicating that

interannual variations in the abundance of adult parasitoids may also affect the influence of partial

cutting on parasitism rates.

The high overall parasitism of the fourth and fifth instar larvae in both years shows the importance

of parasitoids as natural control agents in the endemic phase of spruce budworm populations. High

parasitism rates by T. rostrale in both years emphasizes the efficiency of this species in finding

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45

scarce hosts and its potential contribution in maintaining spruce budworm abundance at low levels.

However, the parasitoid complex of the spruce budworm and its influence on spruce budworm

survival changes considerably in outbreak conditions (Blais, 1965a; Miller & Renault, 1976).

Therefore, results of this study apply specifically to endemic spruce budworm populations.

Sixth instar larvae and pupae of the spruce budworm were only occasionally parasitized. Because

parasitism of sixth instar larvae was only measured in 2012 and information about parasitism in

endemic spruce budworm populations is very scarce, it remains unknown if the low parasitism of

these instars is only related to conditions found during the present study or if this is a general

observation for low density populations. However, an important reduction of parasitism by E.

cacoeciae was observed in 2012 compared to 2011. This exoparasitoid is known to prefer fifth

instar spruce budworm larvae as host but is also an important parasitoid of the sixth instar (Fidgen

et al., 2000). Our data for parasitism by E. cacoeciae under field conditions agree with these

observations. During the exposure periods of fourth and fifth instar larvae in 2011, parasitism by E.

cacoeciae increased over time, indicating the preference to attack fifth instar spruce budworm

larvae. In contrast, during the same exposure periods, parasitism by T. rostrale increased over time,

suggesting its preference for fourth instar larvae under field conditions. The reason for the reduced

parasitism rates of both species in 2012 remains unknown but may explain the low parasitism of

sixth instar larvae. Several parasitoid species are known to attack spruce budworm pupae in the

endemic phase (Miller & Renauld, 1976; Cappucino et al., 1998) but many also fall prey to birds

(J.R., unpublished data). Thus, low mortality of budworm pupae from parasitism may be

compensated by increased bird predation.

Conclusion

The present study demonstrated a negative influence of partial cutting on parasitism of spruce

budworm larvae the second year after treatments. Bauce (1996) and Fuentealba & Bauce (2012a)

found that in the short term partial cutting reduced tree resistance to spruce budworm through

reduction in foliar monoterpenes, resulting in enhanced budworm feeding performance and a higher

defoliation. A simultaneously reduced parasitism may further improve spruce budworm

performance and could consequently increase defoliation, causing serious damage in susceptible

forest stands. Therefore, it may be advisable to refrain from partial cutting in stands threatened by

imminent spruce budworm defoliation. Alternatively, partial cutting may be accompanied with

application of insecticides for at least the first two years, to prevent increased defoliation damage in

the short term. However, we found that parasitism was not significantly influenced by partial

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46

cutting three years after treatments. More research is necessary to determine the long term effect of

partial cutting on parasitism and on stand resistance to spruce budworm defoliation.

Acknowledgments

We are grateful to N. Giasson, P. Huron, M. Lemay, P. Charron and É. Tremblay-Bérubé for help in

the laboratory and in the field and to M. Addy for drawing figure 1. We also thank P. Therrien, G.

Trudel, C. Dussault and D. Simoneau of the Ministère des Ressources Naturelles et de la Faune du

Québec (MRNFQ) for insect rearing and parasitoid identification and G. Pelletier from the

Canadian Forestry Service (CFS) for the identification of some parasitoids. M. Bernier-Cardou

(CFS) provided important statistical support. Financial support was provided to the iFor Research

Consortium by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC-

CRSNG), the MRNFQ, the Conseil de l’Industrie Forestière du Québec (CIFQ), the CFS and the

Société de Protection des Forêts contre les Insectes et les Maladies du Québec (SOPFIM).

References

Aussenac, G. 2000. Interactions between forest stands and microclimate: Ecophysiological

aspects and consequences for silviculture. Annals of Forest Science 57: 287-301.

Bauce, É. 1996. One and two years impact of commercial thinning on spruce budworm

feeding ecology and host tree foliage production and chemistry. The Forestry

Chronicle 72: 393-398.

Bauce, É.; Carisey, N. and Dupont, A. 2001. Implications des relations alimentaires plante-

insecte dans la lutte contre la tordeuse des bourgeons de l’épinette. In: Proceedings,

Tordeuse des bourgeons de l’épinette: l’apprivoiser dans nos stratégies

d’aménagement, 27-29 March 2001, Shawinigan, QC, Canada: 27-32.

Blais, J.R. 1960. Spruce budworm parasite investigations in the Lower St. Lawrence and

Gaspé regions of Quebec. The Canadian Entomologist 92: 384-396.

Blais, J.R. 1965a. Parasite studies in two residual spruce budworm (Choristoneura

fumiferana (Clem.)) outbreaks in Quebec. The Canadian Entomologist 97: 129-136.

Blais, J.R. 1965b. Spruce budworm outbreaks in the past three centuries in the Laurentide

Park, Quebec. Forest Science 11: 130-138.

Cappuccino, N., Lavertu, D., Bergeron, Y. and Régnière, J. 1998. Spruce budworm impact,

abundance and parasitism rate in a patchy landscape. Oecologia 114: 236-242.

Cappuccino, N., Houle, M.-J. and Stein, J. 1999. The influence of understory nectar

resources on parasitism of the spruce budworm Choristoneura fumiferana in the

field. Agricultural and Forest Entomology 1: 33-36.

Page 65: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

47

Coulombe, G., Huot, J., Arseneault, J., Bauce, E., Bernard, J., Bouchard, A., Liboiron,

M.A. and Szaraz, G. 2004. Commission d’étude sur la gestion de la forêt publique

québécoise. Report. [online] http://www.commission-

foret.qc.ca/rapportfinal/chapitre_4.pdf

Crawford, H.S. and Jennings, D.T. 1989. Predation by birds on spruce budworm

Choristoneura fumiferana; functional, numerical and total responses. Ecology 70:

152-163.

Crook, G.W., Vezina, P.E. and Hardy, Y. 1979. Susceptibility of balsam fir to spruce

budworm defoliation as affected by thinning. Canadian Journal of Forest Research

9: 428-435.

Cusson, M., Barron, J.R., Goulet, H., Régnière, J. and Doucet, D. 1998. Biology and status

of Tranosema rostrale rostrale (Hymenoptera: Ichneumonidae), a parasitoid of the

eastern spruce budworm (Lepidoptera: Tortricidae). Annals of the Entomological

Society of America 91: 87-93.

Denis, D., Pierre, J.S., van Baaren, J. and van Alphen, J.J.M. 2011. How temperature and

habitat quality affect parasitoid lifetime reproductive success - A simulation study.

Ecological Modeling 222: 1604-1613.

Fidgen, J.G., Eveleigh, E.S., and Quiring, D.T. 2000. Influence of host size on oviposition

behaviour and fitness of Elachertus cacoeciae attacking a low-density population of

spruce budworm Choristoneura fumiferana larvae. Ecological Entomology 25: 156-

164.

Fournier, C., Bauce, É., Dupont, A. and Berthiaume, R. 2010. Wood losses and economical

threshold of Btk aerial spray operation against spruce budworm. Pest Management

Science 66: 319-324.

Fuentealba, A. and Bauce, É. 2012a. Site factors and management influence short term host

resistance to spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.), in a species

specific manner. Pest Management Science 68: 245-253.

Fuentealba, A. and Bauce, É. 2012b. Soil drainage class, host tree species and thinning

influence host tree resistance to the eastern spruce budworm. Canadian Journal of

Forest Research 42: 1771-1783.

Gol’Berg, A.M. 1982. Influence of temperature and relative humidity on survival and

fecundity of Pauridia peregrine, a parasite of mealybugs and its interactions with

Planococcus citri. Entomologia Experimentalis et Applicata 32: 86-90.

Gu, H. and Dorn S. 2001. How do wind velocity and light intensity influence host-location

success in Cotesia glomerata (Hym., Braconidae)? Journal of Applied Entomology

125: 115-120.

Page 66: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

48

Hébert, C., Cloutier, C. and Régnière, J. 1990. Factors affecting the flight activity of

Winthemia fumiferanae (Diptera: Tachinidae). Environmental Entomology 19: 293-

302.

Kettela, E.G. 1983. A cartographic history of spruce budworm defoliation from 1967 to

1981 in eastern North America. Information Report DPC-X-14. Environment

Canada, Canadian Forest Service, Maritimes Forest Research Centre, Fredericton,

NB.

McGugan, B.M. and Blais, J.R. 1959 Spruce budworm parasite studies in northwestern

Ontario. The Canadian Entomologist 91: 758-783.

McMorran, A. 1965. A synthetic diet for the spruce budworm, Choristoneura fumiferana

(Clem.) (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian Entomologist 97: 58-62.

Messing, R.H.; Klungness, L.M. and Jang, E.B. (1997) Effects of wind on movement of

Diachasmimorpha longicaudata, a parasitoid of tephritid fruit flies, in a laboratory

flight tunnel. Entomologia Experimentalis et Applicata 82: 147-152.

Miller, C.A. 1963. Parasites and the spruce budworm. Memoirs of the Entomological

Society of Canada 95: 228-244.

Miller, C.A. and Renault, T.R. 1976. Incidence of parasitoids attacking endemic spruce

budworm (Lepidoptera: Tortricidae) populations in New Brunswick. The Canadian

Entomologist 108: 1045-1052.

Ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF) 2011. Aires infestées par la

tordeuse des bourgeons de l’épinette au Québec en 2011. Ministère des Ressources

naturelles et de la Faune. Direction de la protection des forêts. September 2011,

Quebec, Canada. [online] www.mrnf.gouv.qc.ca/forets/fimaq/insectes/fimaq-

insectes-portrait-releves.jsp

Morin, H. 1994. Dynamics of balsam fir forests in relation to spruce budworm outbreaks in

the Boreal zone of Quebec. Canadian Journal of Forest Research 24: 730-741.

Muzika, R.M. and Liebhold, A.M. 2000. A critique of silvicultural approaches to managing

defoliating insects in North America. Agricultural and Forest Entomology 2: 97-

105.

Régnière, J. and Nealis, V.G. 2007. Ecological mechanisms of population change during

outbreaks of the spruce budworm. Ecological Entomology 32: 461-477.

Régnière, J., St-Amant, R, and Duval, P. 2012. Predicting insect distributions under climate

change from physiological responses: spruce budworm as an example. Biological

Invasions 14: 1571-1586.

Roland, J. and Taylor, P.D. 1997. Insect parasitoid species respond to forest structure at

different spatial scales. Nature 386: 710-713.

Page 67: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

49

Royama, T. 1984. Population dynamics of the spruce budworm Choristoneura fumiferana.

Ecological Monographs 54: 429-462.

Ryan, R.B. 1974. Reduced oviposition by Ephialtes ontario and Itoplectis quadricingulatus

in a humid environment. Annals of the Entomological Society of America 67: 928-

930.

SAS Institute Inc. 2004. SAS/STAT 9.1 User’s Guide. Cary, NC.

Seehausen, M.L. 2013. L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l’arpenteuse

de la pruche et de la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Master thesis, Université

Laval, Quebec, QC.

Seehausen, M.L., Régnière, J. and Bauce, É. (accepted) Does spruce budworm rearing diet

influence larval parasitism? The Canadian Entomologist.

Simmons, G.A., Leonard, D.E. and Chen, C.W. 1975. Influence of tree species density and

composition on parasitism of the spruce budworm, Choristoneura fumiferana

(Clem.). Environmental Entomology 4: 832-836.

Thibodeau, L., Raymond, P., Camiré, C. and Monson, A.D. 2000). Impact of

precommercial thinning in balsam fir stands on soil nitrogen dynamics, microbial

biomass, decomposition, and foliar nutrition. Canadian Journal of Forest Research

30: 229-238.

van Frankenhuyzen, K. 1995. Development and current status of Bacillus thuringiensis for

control of defoliating forest insects. pp. 315-325. In: Armstrong, J.H. & Ives,

W.G.H. (editors) Forest insect pests in Canada. Natural Resources Canada,

Canadian Forest Service, Science and Sustainable development Directorate, Ottawa,

ON.

Venier, L.A. and Holmes, S.B. 2010. A review of the interaction between forest birds and

eastern spruce budworm. Environmental Reviews 18: 191-207.

Page 68: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

Table 3-1: Parasitism rates (means (%) ± SEM) of species attacking 4th and 5

th instar spruce budworm larvae for control stands and two intensities

of partial cutting (25 and 40% stand basal area reduced) in 2011 and 2012.

control 25% 40% F df p

2011

number of analyzed larvae 190 162 174

total parasitism 93 .08 ±2.58 a 71 .11 ±4.91 b 65 .25 ±5.02 b 9 .23 2, 52.82 0 .0004

Tranosema rostrale 71 .12 ±4.24 a 42 .95 ±5.02 b 34 .09 ±4.63 b 14 .63 2, 53.62 <0 .0001

Elachertus cacoeciae 11 .80 ±3.08 a 16 .85 ±4.06 a 16 .64 ±3.94 a 0 .82 2, 47.23 0 .4445

others 5 .01 ±1.74 a 1 .67 ±0.95 a 4 6.45 ±2.11 a 2 .61 2, 21.79 0 .0961

2012

number of analyzed larvae 245 239 240

total parasitism 56 .51 ±5.60 a 47 .24 ±5.66 a 48 .81 ±5.68 a 0 .72 2, 55.99 0 .4889

Tranosema rostrale 40 .16 ±4.44 a 34 .54 ±4.31 a 35 .48 ±4.37 a 0 .48 2, 37.36 0 .6247

Elachertus cacoeciae* 5 .10 ±1.72 a 3 .78 ±1.50 a 4 .46 ±1.64 a 0 .19 2, 23.51 0 .8322

other species 11 .57 ±2.48 a 8 .21 ±2.12 a 9 .03 ±2.24 a 0 .61 2, 41.79 0 .5458

*For E. cacoeciae in 2012, only parasitism rates of the first four sample periods were analyzed and are presented here.

Numbers followed by the same letter do not differ significantly at P < 0.05 according to a priori comparisons.

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51

Figure 3-1: Pupae were placed in each plot on balsam fir branches by binding together several

adjacent shoots and placing one single pupa in the centre.

Page 70: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

52

Figure 3-2: Mean rates of overall attack (A, B), attack by T. rostrale (C, D), E. cacoeciae (E, F)

and other parasitoid species (G, H) as a function of time (ordinal date) in 2011 and 2012 for two

intensities of partial cutting (25 and 40% stand basal area reduced) and control stands.

Page 71: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

53

Conclusion

Le présent travail a mis en évidence une influence négative à court terme de la coupe partielle sur le

taux de parasitisme chez l’arpenteuse de la pruche et chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette.

Cette influence a été observée un an après traitement chez les chrysalides de l’arpenteuse de la

pruche et deux ans après traitement pour le quatrième et le cinquième stade larvaire de la tordeuse

des bourgeons de l’épinette. Toutefois, l’année suivant l’observation de cet effet négatif des coupes

partielles, aucune influence significative des traitements n’a pu être démontrée pour les deux

espèces étudiées. Les mécanismes expliquant ce phénomène restent inconnus, et cela même si des

données supplémentaires rassemblées dans le cadre de cette étude permettent de soulever quelques

hypothèses.

En 2010, les températures moyenne et maximale sont significativement plus élevées dans les

parcelles où les coupes partielles ont été réalisées. À l’opposé, l’humidité relative a été

significativement diminuée dans les parcelles avec traitements sylvicoles. Les deux facteurs peuvent

influencer le comportement et le succès d’attaque des parasitoïdes (Hance et al., 2007; Kalyebi et

al., 2005; Ryan, 1974). Cependant, les différences observées entre les parcelles témoins et les

parcelles ayant subies la coupe partielle, bien que significatives, ne sont pas très importantes. De

plus, aucune différence significative n’a été établie entre les deux intensités de traitement, sauf pour

la température maximale pendant la période d’échantillonnage des pièges Malaise. Seule la

température maximale a été faiblement corrélée avec le taux de parasitisme des chrysalides de

l’arpenteuse de la pruche en 2010. Ainsi, ces résultats indiquent que d’autres facteurs expliquant

l’influence des coupes partielles sur le parasitisme doivent être en cause.

Les échantillons des pièges Malaise en 2010 ont démontré que les femelles du principal parasitoïde

attaquant les chrysalides de l’arpenteuse de la pruche, A. ontario, étaient significativement

capturées davantage dans les parcelles avec coupe partielle, peu importe l’intensité du traitement.

Ce résultat pourrait indiquer une plus grande activité de vol dans les parcelles avec coupe partielle

due à un espacement plus grand entre les arbres résiduels. Toutefois, cette hypothèse n’explique pas

le taux de parasitisme chez les chrysalides de l’arpenteuse de la pruche. En effet, l’abondance des

femelles dans les pièges Malaise était plus élevée dans les parcelles ayant subies la coupe partielle,

alors qu’une diminution du taux de parasitisme n’a été observée que dans les parcelles montrant

une réduction de 40% de la surface terrière. Le très faible nombre de captures de femelles d’A.

ontario en 2011 peut cependant expliquer en partie un taux de parasitisme inférieur à celui observé

l’année précédente.

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54

L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme était différente pour les deux défoliateurs

étudiés. En effet, une diminution du taux de parasitisme des chrysalides de l’arpenteuse de la pruche

a uniquement été observée dans les parcelles ayant une réduction de 40% de la surface terrière,

alors que le taux de parasitisme des larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette était influencé

dans toutes les parcelles ayant subies la coupe partielle peu importe le niveau d’intensité. Roland et

Taylor (1997) ont démontré que l’influence de la fragmentation de la forêt sur des parasitoïdes peut

être reliée à la taille du corps du parasitoïde, qui limite sa capacité de déplacement dans une forêt

fragmentée. La coupe partielle peut être considérée comme une fragmentation de l’habitat à petite

échelle, puisque les chemins de débardage séparent les parcelles de la forêt résiduelle. Les deux

espèces dominantes de parasitoïdes qui sont responsables de la réduction du taux de parasitisme

après coupe, A. ontario chez l’arpenteuse de la pruche et T. rostrale chez la tordeuse des bourgeons

de l’épinette, diffèrent considérablement en taille. La taille du corps de T. rostrale est inférieure à

celle d’A. ontario. En prenant en compte les constatations de Roland et Taylor (1997), la diminution

du parasitisme chez la plus petite espèce, T. rostrale, dans toutes les parcelles ayant subies une

coupe partielle, pourrait s’expliquer par une capacité de déplacement plus limitée chez cette espèce.

À l’opposé, il est possible que le taux de parasitisme chez l’espèce relativement plus grosse, A.

ontario, ait seulement été influencé par l’intensité de coupe la plus élevée en raison d’une meilleure

performance de vol, liée à la taille de son corps. Cependant, le parasitoïde de la tordeuse des

bourgeons de l’épinette E. cacoeciae est plus petit que T. rostrale et n’a pas été influencé par les

traitements sylvicoles. Un cas similaire est décrit dans l’étude de Roland et Taylor (1997), où le

plus petit parasitoïde est positivement influencé par la fragmentation de la forêt. Dans le cas de E.

cacoeciae, l’hypothèse peut être soulevée que cette espèce n’est pas capable de migrer entre les

parcelles résiduelles mais étant donné que la taille de son domaine vital est naturellement très petite,

il peut rester dans les parcelles résiduelles sans être négativement influencé par la fragmentation.

Cependant, les relations proposées restent strictement hypothétiques dans le cadre de ce travail et

nécessite davantage d’investigations afin d’être validée.

Le fait que le taux de parasitisme a seulement été influencé un an après les traitements pour

l’arpenteuse de la pruche et deux ans après les traitements pour la tordeuse des bourgeons de

l’épinette suppose que la coupe partielle perturbe uniquement à court terme les relations hôte-

parasitoïde. Davantage de recherches sont requises pour évaluer l’effet à long terme de ce

traitement sylvicole et également pour trouver les véritables mécanismes impliqués dans la

diminution du parasitisme démontrée dans le présent travail à court terme.

Page 73: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

55

La population de tordeuse des bourgeons de l’épinette dans la Forêt Montmorency est présentement

endémique. En 2012, des peuplements ont été fortement défoliés par l’arpenteuse de la pruche à la

Forêt Montmorency. Cependant, la population de l’arpenteuse de la pruche dans les parcelles

expérimentales n’était pas assez importante pour être considérée comme épidémique. Comme

mentionné dans l’introduction, le complexe et l’influence des parasitoïdes peut changer

considérablement pendant une épidémie (Miller & Renault, 1976; Blais, 1965a). Par exemple, T.

rostrale est une espèce liée aux populations endémiques de la tordeuse des bourgeons de l’épinette

et joue un rôle mineur pendant les épidémies (Cusson et al., 1998; Miller & Renault, 1976). Pour

cette raison, il est important de mentionner que l’effet négatif de la coupe partielle sur le

parasitisme, tel qu’observé dans cette étude, n’est pas nécessairement transférable à une situation

épidémique de ces deux défoliateurs. Des expériences sur l’influence des coupes partielles sur le

parasitisme en situation d’épidémie devraient être effectuées pour définir l’influence de ce type

d’aménagement lorsque les populations du ravageur forestier sont à un niveau épidémique.

Néanmoins, il est important de prendre en considération les résultats obtenus dans les décisions de

gestion sylvicole pour la prévention des dommages causés par des insectes défoliateurs. Pour garder

le niveau de parasitisme élevé dans ces peuplements, il est recommandé de ne pas effectuer de

coupes partielles si le peuplement fait prochainement face à une défoliation par la tordeuse des

bourgeons de l’épinette, alors que pour l’arpenteuse de la pruche, une coupe partielle ne dépassant

pas 25% de réduction de la surface terrière pourrait permettre de conserver l’effet bénéfique des

parasitoïdes. Cependant, la rentabilité économique d’une coupe partielle de 25% doit être évaluée.

Si des coupes partielles sont effectuées dans des peuplements vulnérables à la défoliation par l’un

des deux défoliateurs, il serait possible d’appliquer des outils de contrôle comme l’insecticide

biologique Btk pour réduire la vulnérabilité des ces peuplements lors des deux premières années

suivant les coupes partielles.

Par ailleurs, les expériences effectuées dans le cadre du présent mémoire peuvent apporter une

meilleure compréhension des relations hôte-parasitoïde dans les populations endémiques de la

tordeuse des bourgeons de l’épinette et dans les populations en croissance de l’arpenteuse de la

pruche, puisque la littérature sur le parasitisme chez ces types de populations est rare. Les

expériences sur l’arpenteuse de la pruche ont démontré un important taux de parasitisme chez les

chrysalides alors que les larves de cette espèce ne sont parasitées qu’occasionnellement. À l’opposé,

le taux de parasitisme le plus élevé chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette a été observé

pendant le quatrième et le cinquième stade larvaire. Le sixième stade larvaire chez cette espèce a été

moins parasité et le parasitisme des chrysalides a été presque absent.

Page 74: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

56

En outre, l’expérience sur l’influence de la diète des larves de tordeuse des bourgeons de l’épinette

sur le taux de parasitisme a mis en évidence que, les larves élevées sur le feuillage de sapin baumier

et celles élevées sur la diète artificielle McMorran (1965) avant l’exposition aux parasitoïdes, sont

autant attaquées l’une que l’autre sur le terrain lors d’une exposition de sept jours. Cependant, des

tests de choix en laboratoire avec le parasitoïde T. rostrale ont démontré une préférence

significative pour les larves élevées sur le feuillage de sapin baumier. Cette observation suggère

l’importance d’une période d’alimentation de la larve sur le feuillage durant l’exposition sur le

terrain et offre un aperçu du comportement du parasitoïde T. rostrale dans la recherche de ses hôtes.

Ces résultats ne valident pas seulement les méthodes appliquées dans le présent travail, mais

également l’utilisation des larves élevées sur la diète artificielle McMorran (1965) comme hôte

sentinelle sur le terrain dans les études passées (Doucet & Cusson, 1996a, 1996b; Fidgen &

Eveleigh, 1998; Fidgen et al., 2000; Cusson et al., 2002) et futures sur les parasitoïdes des

populations endémiques de la tordeuse des bourgeons de l’épinette.

Page 75: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

57

Bibliographie

Anderson, J.F. 1976. Egg parasitoids of forest defoliating Lepidoptera. pp. 233-249. Dans:

Anderson, J.F. et Kaya, H.K. (editeurs) Perspective in Forest Entomology,

Academic Press, New York, NY.

Armstrong, C.D. 1996. Natural enemies of the eastern hemlock looper, Lambdina

fiscellaria fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera: Geometridae). Mémoire de maîtrise,

University of Maine, Orono, ME.

Batzer, H.O. 1967. Spruce budworm defoliation is reduced most by commercial clear

cutting. Research Note NC-36. USDA Forest Service, St. Paul, MN.

Bauce, É. 1996. One and two years impact of commercial thinning on spruce budworm

feeding ecology and host tree foliage production and chemistry. The Forestry

Chronicle 72: 393-398.

Belanger, R.P.; Hedden, R.L. et Lorio, P.L. 1993. Management strategies to reduce losses

from the southern pine beetle. Southern Journal of Applied Forestry 17: 150-154.

Berthaiume, R.; Hébert, C.; Lamontagne, L.; Picard, I. et Bauce, É. 2009. Daily oviposition

pattern of Lambdina fiscellaria (Lepidoptera: Geometridae) under laboratory

conditions. The Canadian Entomologist 141: 309-315.

Berthiaume, R. 2007. Écologie évolutive des populations d’arpenteuse de la pruche. Thèse

de doctorat, Université Laval, Québec, QC.

Berthiaume, R.; Bauce, É.; Hébert, C. et Brodeur, J. 2007. Developmental polymorphism in

a Newfoundland population of the hemlock looper, Lambdina fiscellaria

(Lepidoptera: Geometridae). Environmental Entomology 36: 707-712.

Blais, J.R. 1983. Trends in the frequency extent and severity of spruce budworm outbreaks

in eastern Canada. Canadian Journal of Forest Research 13: 539-547.

Blais, J.R. 1981. Mortality of balsam fir and white spruce following a spruce budworm

outbreak in the Ottawa River watershed in Quebec. Canadian Journal of Forest

Research 11: 620-629.

Blais, J.R. 1965a. Parasite studies in two residual spruce budworm (Choristoneura

fumiferana (Clem.)) outbreaks in Quebec. The Canadian Entomologist 97: 129-136.

Blais, J.R. 1965b. Spruce budworm outbreaks in the past three centuries in the Laurentide

Park, Quebec. Forest Science 11: 130-138.

Blais, J.R. 1960. Spruce budworm parasite investigations in the Lower St. Lawrence and

Gaspé regions of Quebec. The Canadian Entomologist 92: 384-396.

Page 76: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

58

Cappuccino, N.; Lavertu, D.; Bergeron, Y. et Régnière, J. 1998. Spruce budworm impact,

abundance and parasitism rate in a patchy landscape. Oecologia 114: 236-242.

Cappuccino, N.; Houle, M.-J. et Stein, J. 1999. The influence of understory nectar

resources on parasitism of the spruce budworm Choristoneura fumiferana in the

field. Agricultural and Forest Entomology 1: 33-36.

Carroll, W.J. 1956. History of the hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guen.),

(Lepidoptera: Geometridae) in Newfoundland, and notes on its biology. The

Canadian Entomologist 131: 659-669.

Coulombe, G.; Huot, J.; Arseneault, J.; Bauce, É.; Bernard, J.; Bouchard, A.; Liboiron,

M.A. et Szaraz, G. 2004. Commission d’étude sur la gestion de la forêt publique

québécoise, Rapport. Gouvernement du Québec, Charlesbourg, QC.

Crook, G.W.; Vezina, P.E. et Hardy, Y. 1979. Susceptibility of balsam fir to spruce

budworm defoliation as affected by thinning. Canadian Journal of Forest Research

9: 428-435.

Cunningham, J.C. 1985. Biorationals for control of spruce budworms. pp. 320-349. Dans:

Sanders, C.J.; Stark, R.W.; Mullins, E.J. et Murphy, J. (editeurs) Proceedings of the

CANUSA spruce budworm research symposium, 16.-20. September 1984.

Canadian Forest Service, USA Forest Service, Bangor, ME.

Cusson, M.; Laforge M.; Régnière, J.; Béliveau, C.; Trudel, D.; Thireau, J.-C.; Bellemare,

G.; Keirstead, N. et Stolz, D. 2002. Multiparasitism of Choristoneura fumiferana by

the ichneumonid Tranosema rostrale and the tachinid Actia interrupta: occurrence

in the field and outcome of competition under laboratory conditions. Entomologia

Experimentalis et Applicata 102: 125-133.

Cusson, M., Barron, J.R., Goulet, H., Régnière, J. et Doucet, D. 1998. Biology and status of

Tranosema rostrale rostrale (Hymenoptera: Ichneumonidae), a parasitoid of the

eastern spruce budworm (Lepidoptera: Tortricidae). Annals of the Entomological

Society of America 91: 87-93.

D’Amato, A.W.; Troumbly, S.J.; Saunders, M.R.; Puettmann, K.J. et Albers, M.A. 2011.

Growth and survival of Picea glauca following thinning of plantations affected by

eastern spruce budworm. Northern Journal of Applied Forestry 28: 72-78.

Davidson, A.G. et Prentice, R.M. 1967. Important forest insects and diseases of mutual

concern to Canada, the United States and Mexico. Publ. No. 1180. Department of

Forestry and Rural Development, Ottawa, ON.

Deal, R.L. 2001. The effects of partial cutting on forest plant communities of western

hemlock - Sitka spruce stands in southeast Alaska. Canadian Journal of Forest

Research 31: 2067-2079.

Page 77: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

59

De Gryse, J.J. et Schedl, K. 1934. An account of the eastern hemlock looper, Ellopia

fiscellaria Gn., on hemlock, with notes on allied species. Scientific Agriculture 14:

523-539.

Dobesberger, E.J. 1989. A sequential decision plan for the management of the eastern

hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Lepidoptera: Geometridae), in New

Foundland. Canadian Journal of Forest Research 19: 911-916.

Doucet, D. et Cusson, M. 1996a. Role of calyx fluid in alterations of immunity in

Choristoneura fumiferana larvae parasitized by Tranosema rostrale. Comparative

Biochemistry and Physiology 114 A: 311-317.

Doucet, D. et Cusson, M. 1996b. Alteration of developmental rate and growth of

Choristoneura fumiferana parasitized by Tranosema rostrale: role of the calyx

fluid. Entomologia Experimentalis et Applicata 81: 21-30.

Dorais, L.; Auger, M.; Pelletier, M.; Chabot, M.; Bordeleau, C. et Cabana, J. 1995. Insect

control in Quebec, 1974 - 1987. pp. 667-678. Dans: Armstrong, J.A. et Ives,

W.G.H. (editeurs) Forest insect pests in Canada. Canadian Forest Service, Science

and Sustainable Development Directorate, Ottawa, ON.

Fidgen, J.G. et Eveleigh, E.S. 1998. Life history characteristics of Elachertus cacoeciae

(Hymenoptera: Eulophidae), an ectoparasitoid of spruce budworm larvae,

Choristoneura fumiferana (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian Entomologist

130: 215-229.

Fidgen, J.G.; Eveleigh, E.S. et Quiring, D.T. 2000. Influence of host size on oviposition

behaviour and fitness of Elachertus cacoeciae attacking a low-density population of

spruce budworm Choristoneura fumiferana larvae. Ecological Entomology 25: 156-

164.

Fournier, C.; Bauce, É.; Dupont, A. et Berthiaume, R. 2010. Wood losses and economical

threshold of Btk aerial spray operation against spruce budworm. Pest Management

Science 66: 319-324.

Fuentealba, A. et Bauce, É. 2012a. Site factors and management influence short term host

resistance to spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.), in a species

specific manner. Pest Management Science 68: 245-253.

Fuentealba, A. et Bauce, É. 2012b. Soil drainage class, host tree species and thinning

influence host tree resistance to the eastern spruce budworm. Canadian Journal of

Forest Research 42: 1771-1783.

Gottschalk, K.W. 1995. Using silviculture to improve health in northeastern conifer and

eastern hardwood forests. pp. 219-226. Dans: Eskew, L.G. (éditeur) Forest health

through silviculture. Gen. Tech. Rep. RM-267. U.S. Department of Agriculture

Forest Service, Fort Collins, CO.

Page 78: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

60

Gottschalk, K.W. 1993. Silvicultural guidelines for forest stands threatened by the gypsy

moth. Gen. Tech. Rep. NE-171. USDA Forest Service, Northeastern Forest

Experiment Station, Radnor, PA.

Greenbank, D.O. 1963a. The development of the outbreak. Memoirs of the Entomological

Society of Canada 95: 19-23.

Greenbank, D.O. 1963b. Host Species and the spruce budworm. Memoirs of the

Entomological Society of Canada 95: 219-223.

Han, E.-N. et Bauce, É. 2000. Dormancy in the life cycle of the spruce budworm:

physiological mechanisms and ecological implications. Recent Research

Development in Entomology 3: 43-54.

Hance, B.; van Baaren, J.; Vernon, P. et Boivin, G. 2007. Impact of extreme temperatures

on parasitoids in a climate chance perspective. Annual Review of Entomology 52:

107-126.

Hartling, L.; McNutt, P.M. et Carter, N. 1991. Hemlock looper in New Brunswick: notes

on biology and survey methods. Timber Management Branch, Forest Pest

Management Section, Department of Natural Resources and Energy, Fredericton,

NB.

Hébert, C.; Berthiaume, R.; Alain, D. et Auger M. 2001. Population collapses in a

forecasted outbreak of Lambdina fiscellaria (Lepidoptera: Geometridae) caused by

spring egg parasitism by Telenomus spp. (Hymenoptera: Scelionidae).

Environmental Ecology 30: 37-43.

Hébert, C. et Jobin, L.J. 2001. L’arpenteuse de la pruche. Révisée. Feuillet d’information

CFL-4. Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de

foresterie des Laurentides, Sainte-Foy, QC.

Hébert, C. ; Cloutier, C. et Régnière, J. 1990. Factors affecting the flight activity of

Winthemia fumiferanae (Diptera: Tachinidae). Environmental Entomology 19: 293-

302.

Henninger, C.R., MacLean, D.A., Quiring, D.T. et Kershaw, J.A. 2008. Differences in

spruce budworm defoliation among balsam fir and white, red, and black spruce.

Canadian Journal of Zoology 43: 247-269.

Hopping, G.R. 1934. An account of the western hemlock looper, Ellopia somniaria Hulst,

on conifers in British Columbia. Scientific Agriculture 15: 12-28.

Hudak, J.; LaFlamme, G. et Meades, J.P. 1978. Deterioration of balsam fir damaged by the

eastern hemlock looper in Newfoundland. Inf. Rep. N-X-157. Canadian Forest

Service, Forest Research Centre, St John’s, NL.

Page 79: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

61

Jacobs, J.M. et Work, T.T. 2012. Linking deadwood-associated beetles and fungi with

wood decomposition rates in managed black spruce forests. Canadian Journal of

Forest Research 42: 1477-1490.

Jobin, L. et Desaulniers, R. 1981. Results of aerial spraying in 1972 and 1973 to control the

eastern hemlock looper (Lambdina fiscellaria fiscellara (Guen.)) on Anticosti

Island. Inf. Rep. LAU-X-49F. Environnement Canada, Service canadien des forêts,

Centre de foresterie des Laurentides, Sainte-Foy, QC.

Kalyebi, A.; Overholt, W.A.; Schulthess, F.; Mueke, J.M.; Hassan, S.A. et Sithanantham, S.

2005. Functional response of six indigenous trichogrammatid egg parasitoids

(Hymenoptera: Trichogrammatidae) in Kenya: influence of temperature and relative

humidity. Biological Control 32: 164-171.

Kessler, W.B.; Salwasser, H.; Cartwright, C.W. et Caplan, J.A. 1992. New perspectives for

sustainable natural resources management. Ecological Applications 2: 221-225.

Kettela, E.G. 1995. Insect control in New Brunswick, 1974-1989. pp. 655-677. Dans:

Armstrong, J.A. et Ives, W.G.H. (editeurs) Forest insect pests in Canada. Canadian

Forest Service, Science and Sustainable Development Directorate, Ottawa, ON.

Lawrence, R.K.; Mattson, W.J. et Haack, R.A. 1997. White spruce and the spruce

budworm: defining the phonological window of susceptibility. The Canadian

Entomologist 129: 291-318.

Liebhold, A.M.; Muzika, R.M. et Gottschalk, K.W. 1998. Does thinning affect gypsy moth

dynamics? Forest Science 44: 239-245.

MacDonald, D.R. et Webb, F.E. 1963. Insecticides and the spruce budworm. Memoirs of

the Entomological Society of Canada 95: 288-310.

MacLean, D.A. 1980. Vulnerability of fir-spruce stands during uncontrolled spruce

budworm outbreaks: a review and discussion. The Forestry Chronicle 56: 213-221.

MacLean, D.A. 1990. Impact of forest pests and fire on stand growth and timber yield:

implications for forest management planning. Canadian Journal of Forest Research

20: 391-404.

McMorran, A. 1965. A synthetic diet for the spruce budworm, Choristoneura fumiferana

(Clem.) (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian Entomologist 97: 58-62.

Maltais, J.; Régnière, J.; Cloutier, C.; Hébert, C. et Perry, D.F. 1989. Seasonal biology of

Meteorus trachynotus Vier. (Hymenoptera: Braconidae) and of its overwintering

host Choristoneura rosaceana (Harr.) (Lepidoptera: Tortricidae). The Canadian

Entomologist 121: 745-756.

Martineau, R. 1984. Insects harmful to forest trees. Multiscience Publications Limited.

Montréal, QC.

Page 80: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

62

Mason, R.R.; Wickman, B.E.; Beckwith, R.C. et Paul, H.G. 1992. Thinning and nitrogen

fertilization in a grand fir stand infested with western spruce budworm. Part I: Insect

response. Forest Science 38: 235-251.

McGugan, B.M. et Blais J.R. 1959. Spruce budworm parasite studies in northwestern

Ontario. The Canadian Entomologist 91: 758-783.

Miller, A. et Rusnock, P 1993. The rise and fall of the silvicultural hypothesis in spruce

budworm (Choristoneura fumiferana) management in eastern Canada. Forest

Ecology and Management 61: 171-189.

Miller, C.A. 1953. Parasitism of spruce budworm eggs by Trichogramma minutum.

Department of Agriculture Bi-Monthly Report 9: 1.

Miller, C.A. 1963a. The spruce budworm. Memoirs of the Entomological Society of

Canada 95: 12-19.

Miller, C.A. 1963b. Parasites and the spruce budworm. Memoirs of the Entomological

Society of Canada 95: 228-244.

Miller, C.A. 1977. The feeding impact of spruce budworm on balsam fir. Canadian Journal

of Forest Research 7: 76-84.

Miller, C.A. et Renault, T.R. 1976. Incidence of parasitoids attacking endemic spruce

budworm (Lepidoptera: Tortricidae) populations in New Brunswick. The Canadian

Entomologist 108: 1045-1052.

Mills, N.J. 1985. European parasitoids as biocontrol agents of spruce budworms. pp. 320-

349. Dans: Sanders, C.J.; Stark, R.W.; Mullins, E.J. et Murphy, J. (editeurs)

Proceedings of the CANUSA spruce budworm research symposium, 16.-20.

September 1984. Canadian Forest Service, USA Forest Service, Bangor, ME.

Mills, N.J. et Räther, M. 1990. Hemlock loopers in Canada; biology, pest status and

potential for biological control. Biocontrol News and Information 2: 209-221.

Ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF). 2005a. Aires infestées par la

tordeuse des bourgeons de l’épinette au Québec en 1987. Ministère des Ressources

naturelles et de la Faune. Direction de la protection des forets. Mars 2005, Québec,

QC. [en ligne] www.mrnf.gouv.qc.ca/forets/fimaq/insectes/fimaq-insectes-portrait-

releves.jsp

Ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF). 2005b. Aires infestées par la

tordeuse des bourgeons de l’épinette au Québec en 2002. Ministère des Ressources

naturelles et de la Faune. Direction de la protection des forets. Mars 2005, Québec,

QC. [en ligne] www.mrnf.gouv.qc.ca/forets/fimaq/insectes/fimaq-insectes-portrait-

releves.jsp

Page 81: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

63

Ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF). 2011. Aires infestées par la

tordeuse des bourgeons de l’épinette au Québec en 2011. Ministère des Ressources

naturelles et de la Faune. Direction de la protection des forêts. Septembre 2011,

Québec, QC. [en ligne] www.mrnf.gouv.qc.ca/forets/fimaq/insectes/fimaq-insectes-

portrait-releves.jsp

Mittchel, R.G.; Waring, R.H. et Pitman, G.B. 1983. Thinning lodgepole pine increases tree

vigor and resistance to mountain pine beetle. Forest Science 29: 204-211.

Morin, H. 1994. Dynamics of balsam fir forests in relation to spruce budworm outbreaks in

the Boreal zone of Quebec. Canadian Journal of Forest Research 24: 730-741.

Morin H. et Laprise, D. 1990. Histoire récente des épidémies de la tordeuse des bourgeons

de l'épinette au nord du lac Saint-Jean (Québec): une analyse dendrochronologique.

Canadian Journal of Forest Research 20: 1-8.

Muzika, R.-M. et Liebhold, A.M. 2000. A critique of silvicultural approaches to managing

defoliating insects in North America. Agricultural and Forest Entomology 2: 97-

105.

National Forestry Database. 2012. Forest insects national tables, area within which

moderate to severe defoliation occurs including area of beetle-killed trees by insects

and province/territoriy, 1975-2011. Mai 2012. [en ligne] www.

nfdp.ccfm.org/insects/national_e.php

Otvos, I.S. 1973. Biological control agents and their role in the population fluctuation of

the eastern hemlock looper in Newfoundland. Inf. Rep. N-X-102. Canadian Forest

Service, Newfoundland Forest Research Centre, St. John’s, NL.

Otvos, I.S.; Clark, R.C. et Clarke, L.J. 1971. The hemlock looper in Newfoundland: the

outbreak 1966 to 1971; and aerial spraying, 1968 and 1969. Inf. Rep. N-X-68.

Canadian Forest Service, Forest Research Centre, St. John’s, NL.

Otvos, I.S.; Clarke, L.J. et Durling, D.S. 1979. A history of recorded eastern hemlock

looper outbreaks in Newfoundland. Inf. Rep. N-X-179. Canadian Forest Service,

Newfoundland Forest Research Centre, St. John’s, NL.

Pardy, S.A. 2000. Influence of balsam fir stand condition on the abundance and diversity of

eastern hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guen.) (Lepidoptera:

Geometridae) natural enemies. Mémoire de maîtrise, University of Newfoundland,

St. John’s, NL.

Prebble, M.L. 1975. Aerial control of forest insects in Canada. Department of the

Environment, Ottawa, ON.

Page 82: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

64

Quayle, D.; Régnière, J.; Cappuccino, N. et Dupont, A. 2003. Forest composition, host-

population density, and parasitism of spruce budworm Choristoneura fumiferana

eggs by Trichogramma minutum. Entomologia Experimentalis et Applicata 107:

215-227.

Régnière, J. et Nealis, V.G. 2007. Ecological mechanisms of population change during

outbreaks of the spruce budworm. Ecological Entomology 32: 461-477.

Royama, T. 1984. Population dynamics of the spruce budworm Choristoneura fumiferana.

Ecological Monographs 54: 429-462.

Ryan, R.B. 1974. Reduced oviposition by Ephialtes ontario and Itoplectis quadricingulatus

in a humid environment. Annals of the Entomological Society of America 67: 928-

930.

Simmons, G.A.; Leonard, D.E. et Chen, C.W. 1975. Influence of tree species density and

composition on parasitism of the spruce budworm, Choristoneura fumiferana

(Clem.). Environmental Entomology 4: 832-836.

Roland, J. et Taylor, P.D. 1997. Insect parasitoid species respond to forest structure at

different spatial scales. Nature 386: 710-713.

Smith, S.M.; Wallace, D.R.; Howse, G. et Meating, J. 1990. Suppression of spruce

budworm populations by Trichogramma minutum Riley, 1982-1986. Memoirs of

the Entomological Society of Canada 122: 56-81.

Steventon, J.D.; MacKenzie, K.L. et Mahon, T.E. 1998. Response of small mammals and

birds to partial cutting and clearcutting in northwest British Columbia. The Forestry

Chronicle 74: 703-713.

Thireau, J.-C. et Régnière, J. 1995. Development, reproduction, voltinism and host

synchrony of Meteorus trachynotus with its hosts Choristoneura fumiferana and C.

rosaceana. Entomologia Experimentalis et Applicata 76: 67-82.

Tilles, D.A. et Woodley, N.E. 1984. Spruce budworms handbook: Spruce budworm

parasites in Maine: A reference manual for collection and identification of common

species. Agriculture Handbook No. 616. USDA Forest Service, Cooperative State

research Service, Washington, D.C.

Torgersen, T.R. 1971. Parasites of the western hemlock looper, Lambdina fiscellaria

lugubrosa (Hulst), in Southeast Alaska. The Pan-Pacific Entomologist 47: 215-219.

Trial, H. 1993. The hemlock looper in Maine - 1992 and a forecast for 1993. Summ. Rep.

No. 7: 57-73. Maine Forestry Service, Maine Department of Conservation, Insect &

Disease Management Division, Augusta, ME.

Turnquist, R. 1991. Western hemlock looper in British Columbia. FIDS Report 91-08.

Forestry Canada, Pacific Forestry Centre, Victoria, BC.

Page 83: L’influence de la coupe partielle sur le parasitisme de l ...€¦ · Résumé L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface

65

Vanderwel, M.C.; Mills, S.C. et Malcolm, J.R. 2009. Effects of partial harvesting on

vertebrate species associated with late-successional forests in Ontario’s boreal

region. The Forestry Chronicle 85: 91-104.

Waring, R.H. et Pitman, G.B. 1985. Modifying lodgepole pine stands to change

susceptibility to mountain pine beetle attack. Ecology 66: 889-897.

Watson, E.B. 1934. An account of the eastern hemlock looper, Ellopia fiscellaria Gn., on

balsam fir. Scientific Agriculture 14: 669-678.

West, R.J. et Kenis, M. 1997. Screening four exotic parasitoids as potential controls for the

eastern hemlock looper, Lambdina fiscellaria fiscellaria (Guenée) (Lepidoptera:

Geometridae). The Canadian Entomolohist 129: 831-841.

West, R.J.; Raske, A.G. et Sundaram, A. 1989. Efficacy of oil-based formulations of

Bacillus thuringiensis Berliner var. kurstaki against the hemlock looper, Lambdina

fiscellaria fiscellaria (Guen.) (Lepidoptera: Geometridae). The Canadian

Entomologist 121: 55-63.

West, R.J.; Sundaram, K.M.S.; Sundaram, A.; Retnakaran, A. et Mickle, R. 1997. Efficacy

of aerial applications of Bacillus thuringiensis Berliner and tebufenozide against the

eastern hemlock looper (Lepidoptera: Geometridae). The Canadian Entomologist

129: 613-626.

Wickmann, B.E. 1988. Tree growth in thinned and unthinned white fir stands years after a

Douglas-fir tussock moth outbreak. Research Note PNW-RN-477. USDA Forest

Service, Portland, OR.

Wilkes, A. 1946. The introduction of insect parasites of the spruce budworm, Archips

fumiferana Clem., into eastern Canada. The Canadian Entomologist 78:82-86.