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The Effects of Fire Behaviour on Secondary Succession in Boreal Pine Stands : Vegetation Structure, Coarse Woody Debris Dynamics and Soil Characteristics

Smirnova, Evgeniya (2009). The Effects of Fire Behaviour on Secondary Succession in Boreal Pine Stands : Vegetation Structure, Coarse Woody Debris Dynamics and Soil Characteristics. Thèse. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Sciences appliquées, 126 p.

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Résumé

En forêt boréale, le feu est considéré comme étant la plus importante perturbation naturelle. Il entraîne la mortalité des arbres, amorce des processus de succession, affecte la composition des espèces, détermine la séquestration du carbone et affecte la dynamique des nutriments. Le comportement du feu se traduit par sa magnitude, le moment où se produisent les processus après feu et la durée de ces processus. Les arbres exposés au feu peuvent subir des blessures au cambium/phloème, à la couronne et aux racines. Ces dommages dépendent en partie des différentes composantes du comportement du feu. La structure résultant de différentes intensités de feu peut déterminer les cycles des nutriments dans les forêts. En forêt boréale, une quantité considérable de matière organique est séquestrée dans les débris ligneux grossiers (DLG) et dans le bois enfoui. Les objectifs généraux de cette étude étaient: 1) d'évaluer les mécanismes liés à la mortalité des arbres causée par le feu et d'analyser la distribution et la production des racines fines dans les peuplements de Pinus sylvestris reliés au comportement des feux; 2) d'évaluer les dynamiques simultanées des principales structures de peuplements durant la succession après un feu létal (FL) et de documenter la façon dont un feu non létal (FNL) affecte ces paramètres comparativement à un FL; 3) de documenter la disponibilité de nutriments et la séquestration de carbone des principales structures de peuplements liées à l'intensité d'un feu, le bois enfoui étant ici l'intérêt principal. Dans les peuplements de pins sylvestres du nord de la Suède, la biomasse des racines de pins vivants et morts avec des degrés variés de blessures à la couronne ont été analysés une année après feu. La production de racines fines a été analysée par une expérience de croissance. Sur les sites brûlés, la mortalité des racines était plus élevée chez les arbres sévèrement brûlés, probablement liée à la profondeur de combustion de la matière organique du sol autour de ces arbres et non à une intensité plus forte du feu en soi. La production de racines fines ne présentait pas de différences significatives entre les arbres qui n'étaient pas brûlés et ceux qui l'étaient. Cela suggère une priorité de la régénération racinaire après feu, probablement aux dépens de la croissance des tiges. La dynamique des racines après un feu a été rapportée par des facteurs directs et indirects. Les effets directs sont déterminés par la profondeur de la combustion de la matière organique du sol. Des effets indirects et permanents pourraient être causés principalement par les brûlures subies dans la zone de distribution des racines grossières près des troncs d'arbres, notamment par la perte du feuillage. Les peuplements de pins gris (Pinus banksiana Lamb.) de l’Amérique du Nord sont généralement caractérisés par une structure équienne résultant de feux létaux (FL). Cependant, des feux non létaux (FNL) laissant des arbres sur pied vivants ont été rapportés. Deux parties de l'étude ont été réalisées dans des peuplements de pins gris (Pinus banksiana Lamb.) du nord-ouest du Québec. Des peuplements de pins gris affectés par des FL et par des FNL ont été sélectionnés. Dans les peuplements, les caractéristiques des arbres,la structure d'âge, la biomasse du sous-bois, le volume et la biomasse des DLG ont été évalués; la biomasse du bois sec enfoui a été mesurée. L'azote total (N), le phosphore (P) et les nutriments échangeables ont été déterminés dans la litière forestière, le sol minéral et le bois enfoui. La succession structurale des peuplements de pins gris à la suite d'un FL comprend trois étapes. L'ouverture de la canopée et la densité de pins gris ont diminué significativement avec le temps depuis un FL, alors que la densité d'épinette noire et le volume de DLG ont augmenté significativement. Comparativement aux FL, les FNL augmentent en moyenne la surface tenière des peuplements et réduisent la densité moyenne, retardent le remplacement du pin gris par l'épinette noire dans le couvert forestier, diminuent le volume de DLG et augmentent significativement la masse de bryophytes. Les FNL augmentent la diversité des arbres vivants tout en réduisant la diversité structurale des DLG. Les concentrations de nutriments échangeables n'ont pas été significativement altérées après le feu dans les peuplements affectés par un FL. Dans les peuplements affectés par un FNL, l'azote, le phosphore et la capacité d'échange cationique ont présenté des différences significatives comparativement à ce que l'on trouve dans les peuplements affectés par un FL. Une courbe en forme de S décrit la séquestration de carbone le long d'un gradient de temps dans les peuplements affectés par un FL. Le sol minéral, la litière forestière et le bois enfoui sont les principaux réservoirs de carbone dans les peuplements affectés par un FL. Les FNL,dans les peuplements de pins gris, diminuent significativement la litière forestière et le réservoir de carbone constitué par le bois enfoui alors que la biomasse du sous-bois augmente du fait que celle des bryophytes double. Le bois enfoui a modifié les concentrations de nutriments dans le sol minéral adjacent, bien que cette action ait été à petite échelle. L'étude confirme la diversité de l'amplitude de la perturbation naturelle, les processus de succession et le cycle de nutriments amorcé. Les résultats semblent pertinents pour un ajustement des systèmes d'aménagement forestier qui imitent les perturbations naturelles.

Type de document: Thèse (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Brais, Suzanne
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bergeron, Yves et Granström, Anders
Informations complémentaires: Comprend un résumé. Comprend des réf. bibliogr. (f. [97]-110). Thèse présentée comme exigence partielle du doctorat en sciences de l'environnement
Mots-clés libres: pin gris nord-ouest quebec biomasse forestier feu peuplement racine sol succession arbre carbone croissance bois mort structure boreal
Divisions: Sciences appliquées > Doctorat en sciences de l'environnement
Date de dépôt: 07 déc. 2011 16:16
Dernière modification: 21 févr. 2013 20:56
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/18

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