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1 Lili Perreault Restauration d`un sol forestier dégradé à l

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Lili Perreault
Restauration d’un sol forestier dégradé à l’aide de boues de fosse septique
déshydratées.
Sous la supervision de: Suzanne Brais et Nicolas Bélanger
Mots clés : boues de fosse septique, Picea glauca (Moench) Voss, potentiel fertilisant,
processus biogéochimiques
Les boues de fosse septique constituent une source de nutriments et de matière
organique qui pourrait servir à la restauration de sols forestiers dégradés, notamment
suite au compactage et à l’appauvrissement en matière organique en surface des sols.
Cette étude vise à évaluer les effets des boues de fosse septiques déshydratées sur le
cycle du carbone du sol, la disponibilité de nutriment et de métaux-traces, les
propriétés physiques des sols, ainsi que la nutrition foliaire et la croissance d’épinettes
blanches sur une période de deux ans. Les effets de deux types de boues (jeune et
mature ; soit entreposées 1 et 4 ans, respectivement) sont comparés à ceux de
couverture morte d’origine forestière et d’un témoin non amendé dans une plantation
de peuplier hybrides. Afin de caractériser la matière organique, nous avons déterminé
les concentrations en carbone organique et en azote total, la minéralisation du carbone
et de l'azote et la biomasse microbienne. La structure chimique des matières organiques
a aussi été caractérisée par spectroscopie par résonnance magnétique nucléaire du
13
C
(RMN). Des sondes (PRSTM Probes) ont permis de mesurer la biodisponibilité en
nutriments et en métaux-traces en surface (0 - 10 cm) du sol minéral. La masse
volumique et la porosité du sol ont aussi été mesurées annuellement. Les spectres
obtenus par RMN révèlent des différences dans la structure chimique des
amendements. L’épandage de boues n’a amélioré ni le cycle du C et ni les propriétés
physiques du sol minéral, même avec une application excédant 700 t ha-1. L’apport en
nitrate, en phosphore, en calcium et en sulfate était plus élevé sous les boues, tandis
que l’apport en ammonium et en potassium était plus élevé sous la couverture morte et
dans le témoin. Un flux important de nitrate sous les boues indique un potentiel de
nitrification plus important dans les sols amendés. L’augmentation de l’apport en
nutriments a d’ailleurs amélioré la nutrition foliaire et la croissance des épinettes
blanches. Par contre, l’apport en cuivre, en zinc et en plomb était aussi plus élevé sous
les boues durant la plupart des périodes d’échantillonnage. L’épandage de boues
pourrait restaurer le puits de nutriments de sols dégradés, mais aussi augmenter les
risques de lessivage. L’épandage de quantités moindres de boues tenant compte des
besoins en azote et en phosphore de la végétation et l’utilisation de processus de
stabilisation permettant de réduire la proportion de composantes labiles des boues
pourrait contribuer à limiter ces risques.
1
Véronique Simard
Impacts à moyen et long terme des coupes de jardinage sur l'habitat d'hiver
du lièvre d'Amérique (Lepus americanus) en érablière à bouleau jaune.
Sous la supervision de: Louis Imbeau et Hugo Asselin
Mots clés : coupe de jardinage, habitat faunique, lièvre d'Amérique, érablière à bouleau
jaune
Dans une perspective d'aménagement écosystémique, la coupe de jardinage est utilisée
en forêt tempérée nordique dans les peuplements dont la dynamique de régénération
est assurée par les trouées puisqu'elle tend à se rapprocher de ce type de perturbation
en créant de petites ouvertures dispersées dans le couvert forestier. Cependant, on
connait très peu l'effet de ce type de coupe sur l'habitat du lièvre d'Amérique, une
espèce jouant un rôle écologique important puisqu'elle est la proie principale de
plusieurs prédateurs. Ce projet visait donc à déterminer le temps de recolonisation par
le lièvre des sites jardinés dans des érablières à bouleau jaune au Témiscamingue. Pour
ce faire, 22 sites ayant subi une coupe de jardinage entre 1990 et 2010 ont été
comparés à 15 témoins de composition semblable et 15 témoins en peuplements
mixtes. À chacun de ces sites, 3 inventaires de pistes ont été réalisés à l'hiver 2012
pour détecter la présence du lièvre. De plus, au printemps 2012, un inventaire de
crottins et de disponibilité en nourriture a été réalisé afin de quantifier l'utilisation des
sites par le lièvre. Des modèles linéraires généralisés ont été utilisés pour analyser les
crottins et des analyses d'abondance tenant compte de la probabilité de détection ont
été utilisés pour les pistes. Les crottins de même que les pistes de lièvre étaient plus
abondants dans les sites jardinés lorsque comparés aux témoins feuillus, mais il étaient
tout de même moins abondants que dans les témoins mixtes. De plus, l'abondance de
crottins et de pistes de lièvre augmentait avec l'âge des coupes de jardinages. Les
résultats suggèrent donc que l'abondance d'indices fauniques augmente lorsque le
couvert latéral est plus important étant donné que ce dernier offre une protection
contre les prédateurs et une abondance en nourriture au lièvre. En effet, le couvert
latéral dans les sites jardinés était plus important que dans les témoins feuillus, mais
plus faible que dans les témoins mixtes et il augmentait avec l'âge des coupes de
jardinage. En conclusion, la coupe de jardinage a un effet positif sur la fréquentation
des érablières à bouleau jaune par le lièvre d'Amérique au Témiscamingue, ce qui
pourrait
contribuer
à
renforcer
son
acceptabilité
l'aménagement écosystémique.
2
sociale
dans
le
cadre
de
Sarah-Claude Lachance
La conservation des milieux humides d’intérêt pour la sauvagine boréale estelle compromise par les titres miniers ?
Sous la supervision de : Louis Imbeau et Marcel Darveau
Mots clés : milieux humides, sauvagine, titres miniers, Marxan, planification
systématique de la conservation
La planification de la conservation devrait se faire en amont de l’activité industrielle,
mais en pratique elle est souvent retardée au profit du développement à court terme.
Par exemple, la création de nouvelles aires protégées peut être freinée par l’attribution
existante de titres miniers. Le but de ce projet de maîtrise était de développer un outil
de planification systématique de la conservation, par une approche fine, ciblant des
milieux humides d’intérêt à une échelle régionale. Nous avons considéré 11 types de
milieux humides (MH) et 8 espèces de sauvagine (SAU) en Abitibi-Témiscamingue
(région de 65 000 km2). Les objectifs étaient d’évaluer 1) la complémentarité de
réseaux de conservation de la diversité de MH et de SAU selon différentes cibles de
protection; 2) les conséquences du développement de l'activité minière dans l’atteinte
des mêmes cibles de protection. La région a été divisée en unités de planification
hexagonales de 4 km2. Nous avons cartographié les MH (correspondant à 31% de la
région) à partir de la 4e carte écoforestière. Nous avons modélisé la distribution et
l’abondance potentielle de SAU (densité moyenne de 0,64 équivalents-couples
nicheurs/km2) en se basant sur les données de suivi aérien du Service canadien de la
faune. Nous avons comparé trois types de réseaux de conservation (MH, SAU,
MH+SAU) avec le logiciel Marxan en utilisant des cibles de protection variant de 10% à
70% et en intégrant/excluant la contrainte minière. Nos résultats montrent qu’un
réseau de conservation de type SAU protège efficacement les attributs des réseaux MH,
mais pas le contraire. Les titres miniers ne semblent pas se situer dans des zones de
forte concentration de sauvagine puisque l'abondance prédite sur les sites miniers est
généralement proportionnelle à leur superficie. Par contre, les opportunités de
conservation au-delà d’une cible de protection de 30% sont compromises par l’étendue
actuelle des titres miniers.
3
Hugo Bouchard
Recrutement des espèces arborescentes boréales en plantation
de peupliers hybrides sur pente de stériles miniers
Sous la supervision de: Marie Guittonny-Larchevêque et Suzanne Brais
Mots-clés : revégétalisation minière, restauration forestière, peupliers hybrides, facilitation
écologique, recrutement des essences forestières
La revégétalisation des sites miniers en contexte forestier boréal pose un défi de taille en
raison des conditions adverses que procure le substrat minier, notamment dans les haldes
à stériles, dont les pentes sont sujettes à l’érosion. Les plantations d’arbres à croissance
rapide suite à la remise en place d’une couche de sol végétal pourraient contribuer à la
fois à stabiliser les pentes de stériles et à améliorer les conditions microenvironnementales
du sous-étage. L’agencement de plantation le plus apte à faciliter le recrutement des
essences forestières sur pente de stériles miniers demeure néanmoins à élucider. Une
plantation de peupliers hybrides a été établie dans le parc à résidus de la mine Canadian
Malartic en vue d’évaluer l’effet de 1) l’espacement de peupliers ainsi que de 2) l’utilisation
conjuguée d’un couvert herbacé hydroensemencé et des peupliers sur la germination et la
survie des plantules d’espèces arborescentes, notamment de mi et fin de succession. À la
suite d’essais d’ensemencement réalisés avec l’épinette blanche et le sapin baumier au
début de la 3e saison de croissance de la plantation (2015), des taux de levées plus élevés
ont été observés pour chacune des deux espèces sous le traitement d’espacement le plus
dense (1x1m), soit celui où les conditions d’humidité printanières les plus favorables ont
été enregistrées. Au terme de la saison estivale, l’abondance de plantules était demeurée
positivement corrélée à la densité du couvert arboré seulement chez le sapin. Quant à
l’hydroensemencement herbacé, son influence s’est traduite par une hausse du taux de
mortalité chez le sapin. Enfin, lors du suivi de la colonisation naturelle, l’abondance de
plantules d’espèces pionnières s’est avérée près de deux fois plus élevée sous le
traitement de densité intermédiaire (2x2m) que sous le traitement témoin sans arbres
après trois étés. En conclusion, les résultats de nos suivis expérimentaux dans une jeune
plantation de peupliers hybrides tendent à indiquer un effet facilitant du couvert arboré
notamment vis-à-vis du recrutement d’une espèce apparaissant généralement plus
tardivement dans la succession végétale comme le sapin baumier.
4
Arnaud Remaury
Quel espacement entre peupliers hybrides pour le contrôle de l’érosion de
pentes de stériles miniers?
Sous la supervision de: Marie Guittonny-Larchevêque et Jane Rickson
Mots clés : érosion hydrique, densité de plantation, systèmes racinaires, peuplier
hybride
La gestion des résidus miniers représente un des principaux enjeux auxquels sont
confrontées les compagnies minières et nécessite une stratégie de restauration
conforme à la règlementation environnementale et un engagement de responsabilité
sociale
de
l’entreprise.
Canadian
Malartic,
projet
aurifère
situé
en
Abitibi-
Témiscamingue, a mis à disposition la berme de départ de son parc à résidus afin
d’évaluer l’influence de la densité de plantation d’arbres à croissance rapide sur le
contrôle de l’érosion. Le substrat de la plantation, composé de roches stériles de taille
très hétérogène, formant une pente de 33% et recouvert d’une couche de 50
centimètres de sol végétal, était considéré comme très drainant. La plantation
(3600m2) de 609 peupliers hybrides établie en mai 2013 comprenait un témoin et 4
traitements : 3 traitements sans hydroensemencement (espacement 1x1, 2x2 et 4x4
mètres) et 1 traitement avec hydroensemencement (2x2 mètres). La mesure des pertes
de sol a été mise en relation avec le développement aérien et racinaire des différentes
strates de végétation dans les plantations. Après les deux premières années de
plantation, le traitement hydroensemencé a démontré de moindres pertes de sol en
raison d’un recouvrement et d’un "RLD" (Root Lenght Density) des herbacées plus
important. Cependant, la croissance aérienne des arbres était limitée avec utilisation de
semences commerciales, probablement du fait d’une compétition interspécifique accrue
pour les ressources du sol. L'important "SRL" (Specific Root Length) de ce traitement
témoigne d'autre part de l'optimisation des ressources investies pour l'absorption d’eau
et de nutriments des peupliers hybrides. L'espacement 1x1 permet d’obtenir une
protection complète du sol par la canopée à partir de la troisième année de croissance.
Cependant, la forte compétition intraspécifique de ce traitement favorise une croissance
en hauteur des arbres et pourrait accroître le risque d'instabilité des peuplements. Le
plus fort espacement testé dans l’étude (4x4) limite le rôle des arbres pour la protection
et la cohésion du sol tandis que l’espacement intermédiaire (2x2) crée les meilleures
conditions pour la croissance des arbres et le contrôle de l’érosion en termes de
protection de la canopée et de système racinaire. Les faibles taux d'érosion dans tous
les traitements font recommander pour ce site les espacements les plus favorables à la
croissance des arbres (2x2) plutôt que les traitements susceptibles de mieux contrôler
l'érosion (2x2 avec hydroensemencement ou 1x1). Finalement, des études similaires
5
devraient être réalisées sur des sites plus vulnérables à l’érosion afin de préciser l'effet
des faibles espacements (1x1) pour la protection des sols.
6
Zahia Ait si Said
EFFETS DES COUPES PARTIELLES SUR LA QUALITÉ DU BOIS DE L’ÉPINETTE
BLANCHE (PICEA GLAUCA [MOENCH.] VOSS).
Sous la supervision de : Ahmed Koubaa et Brian Harvey
Mots clés : Croissance, masse volumique, morphologie des fibres, sylviculture
Devant la demande croissante de bois, les industriels et les chercheurs collaborent afin
de réconcilier production, approvisionnement et qualité en ressource ligneuse. Les
coupes partielles s’avèrent une solution, car elles permettent à la fois de récolter une
partie des tiges matures, d’accélérer la croissance des tiges résiduelles et de maintenir
la biodiversité de l’écosystème. Toutefois, elles pourraient avoir un impact négatif sur la
qualité du bois, notamment en modifiant ses propriétés physiques et anatomiques. Les
objectifs de la présente étude étaient, dans un premier temps, d’évaluer la variabilité
intracernes de la largeur et de la masse volumique du cerne et de ses composantes, et
des dimensions des trachéides avec l’âge cambial, la position sur la tige et la classe
sociale de l’arbre. Dans un second temps, l’impact de 3 intensités des coupes partielles
(50 %, 65 % et 100 % de la surface terrière du peuplier faux-tremble) sur ces
propriétés a été étudié. Les mesures ont été effectuées à différentes hauteurs de tige
provenant de 3 classes sociales (dominant, codominant, supprimé) sur une période de
10 années après l’intervention. Nous avons émis l’hypothèse qu’un prélèvement plus
élevé permettrait d’accélérer la croissance des arbres résiduels en diminuant la
compétition et en accroissant la disponibilité des ressources. En outre, les propriétés
physiques et anatomiques caractéristiques de la qualité du bois ne seraient que
temporairement affectées.
Nous avons utilisé un dispositif expérimental dans le canton de Beauchastel situé dans
le sous-domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l’Ouest dans la région
de l’Abitibi-Témiscamingue. En 2012, un échantillonnage destructif a été entrepris sur
72 individus d’épinette blanche (2arbres x 3classes sociales x 4 intensités de traitements
x 3 réplications) où 6 disques transversaux ont été récoltés à différentes hauteurs sur la
tige des échantillons ont ensuite été prélevés de façon à obtenir un profil radial de la
moelle à l’écorce afin de réaliser d’une part une étude anatomique (longueur et largeur
des trachéides [FQA], épaisseur de la paroi cellulaire [Wincell]), et d’autre part une
étude densitométrique (largeur et masse volumique du cerne [Densitomètre à rayon
X]). Des modèles mixtes ont été utilisés pour vérifier l’effet des coupes partielles sur les
propriétés du bois. Les résultats de cette étude ont permis d’établir les patrons de
variations radiales et longitudinales de la largeur des cernes, de la masse volumique du
7
bois et de la morphologie des trachéides de l’épinette blanche. Ils ont montré une très
grande variation radiale de la largeur des cernes, de la densité du bois et de la
morphologie des trachéides, particulièrement dans la phase juvénile du bois. L’effet des
coupes partielles sur la croissance radiale (cerne, bois initial et bois final) est significatif,
mais varie d’une année à l’autre après traitement et selon la position sur la tige. De la
même façon, l’effet des coupes partielles sur la masse volumique (cerne, bois initial et
bois final) et les dimensions de la fibre varie selon le temps après coupe et la hauteur
sur la tige, mais n’a pas d’implication pratique ni industrielle sur la qualité du bois. Cette
étude a prouvé que les coupes partielles ont un effet bénéfique sur la croissance
annuelle des tiges résiduelles d’épinette blanche sans affecter la qualité de leur bois.
8
Mathilde Marchais
Les changements de composition dans la forêt boréale mixte du Nord-Ouest
du Québec entre 1909 et 2008
Sous la supervision de : Yves Bergeron et Dominique Arseneault
Mots clés : archives d’arpentage, forêt boréale, enfeuillement, Populus tremuloides
L’industrialisation de l’exploitation forestière au XXe siècle a entrainé
d’importantes
modifications de la structure, de la composition et de la dynamique des forêts nordaméricaines. Face à ce constat et dans une optique de développement durable, la
province du Québec (Canada) souhaite réduire les écarts observés entre les forêts
aménagées et préindustrielles. Dans la présente étude, la composition préindustrielle
d’Abitibi-Ouest a été reconstituée et comparée à la composition actuelle. La composition
préindustrielle a été établit à partir des informations fournies par les archives
d’arpentage. Ces données ont ensuite été comparées à celles des placettes temporaires
des 2ème, 3ème et 4ème inventaires écoforestiers. Cette comparaison a permis d’identifier
les changements de composition intervenus à partir d’indices de fréquence
d’occurrences, de dominance et de cooccurrences. Ainsi à l’époque préindustrielle, le
paysage forestier était très majoritairement dominé par les épinettes (65% du
paysage). Les pessières à sapin et les pessières pures représentaient les peuplements
les plus abondants. Les couverts résineux et les couverts mixtes à dominance
résineuses constituaient environ 90% du paysage forestier. À l’heure actuelle, le
paysage forestier est largement dominé par le peuplier faux-tremble (45% du paysage).
Les tremblaies pures et les tremblaies à bouleau blanc représentent les peuplements les
plus abondants. Les couverts feuillus et les couverts mixtes à dominance feuillus
constituent environ 60% du paysage forestier. Les changements de composition
observés entre les périodes préindustrielle et actuelle, peuvent être essentiellement
attribués aux coupes totales et aux feux de colonisation. Les données n’ont cependant
pas permis de déterminer l’importance relative de ces deux types de perturbation dans
les changements de composition. Il est également difficile de savoir si les baisses
d’abondance et de dominance des espèces de fin de succession reflètent un
rajeunissement des forêts, ou un véritable phénomène d’enfeuillement. Les résultats de
cette étude fournissent néanmoins une référence sur la proportion du territoire occupée
par les différentes espèces, les différents types de peuplements et les différents types
de couvert à l’époque préindustrielle. Ils devraient donc permettre de guider
l’aménagement durable des forêts de la région.
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