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Historique et caractéristiques écologiques des îlots résiduels après feu en forêt boréales mixtes

Ouarmim, Samira (2014). Historique et caractéristiques écologiques des îlots résiduels après feu en forêt boréales mixtes. Thèse. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Sciences de l'environnement, 157 p.

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Résumé

Le feu est la principale perturbation en forêt boréale mixte. La sévérité des feux n’est pas spatialement homogène et épargne souvent partiellement ou entièrement des parties de la forêt appelées îlots résiduels. Ces îlots forestiers résiduels sont étudiés depuis de nombreuses années, et ces études se sont surtout intéressées aux facteurs déterminant leur occurrence à l'échelle du paysage. Cependant, des travaux réalisés en Fennoscandinavie et aux États-Unis ont révélé la présence de peuplements forestiers (appelés refuges) ayant la capacité de se maintenir dans le territoire pendant plusieurs millénaires. L’objectif principal de cette thèse était de caractériser la dynamique temporelle et la structuration d’îlots forestiers résiduels localisés au sein de la forêt boréale mixte de l'est du Canada. Les travaux ont porté sur la reconstitution de l’historique des feux et de la dynamique de la végétation de ces îlots au cours de l’Holocène, et de leurs caractéristiques stationnelles. Cette recherche s'inscrivait dans une perspective d'aménagement forestier écosystémique des massifs forestiers, avec comme point de mire la préservation de la diversité biologique des différentes mosaïques paysagères. Treize îlots forestiers qui ont échappé au dernier feu ont été échantillonnés. Des carottes de sol ont été extraites dans chacun des sites pour réaliser des analyses paléoécologiques. Les reconstitutions de l’historique des feux et des dynamiques de végétation ont respectivement été fondées sur l’analyse des charbons de bois macroscopiques (> 250 μm) et des macrorestes végétaux. Les caractéristiques stationnelles de chaque site ont été échantillonnées (composition spécifique, diamètre et hauteur des arbres et des chicots, épaisseur de la matière organique, densité et volume des arbres et des chicots, volume de bois mort au sol). La charge en combustible des îlots a aussi été mesurée. Les données ont également servi à alimenter des modèles numériques de comportement du feu (Fire Behavior Prediction System, BehavePlus, FlamMap3) qui ont été utilisés afin de déterminer les caractéristiques stationnelles qui pourraient permettre à certains îlots d'échapper à plusieurs feux successifs. Les résultats ont mis en évidence l’existence de deux types d’îlots résiduels en forêt boréale mixte : les refuges et les îlots résiduels transitoires. Les refuges sont moins susceptibles au feu comparativement aux îlots transitoires qui ont échappé uniquement au dernier feu, probablement de façon fortuite. Les refuges ont en revanche la capacité de persister dans le paysage forestier durant plusieurs millénaires, ne brûlant que lors de feux particulièrement sévères. Les analyses macrofossiles des refuges soulignent des changements majeurs au sein de la végétation locale, avec notamment le passage de formations dominées par Larix laricina/Picea spp. vers des formations dominées par Abies balsamea/Thuja occidentalis. Ce changement de végétation s’est produit à différentes périodes selon les sites, soulignant un processus endogène. Le développement de Larix laricina s’est accompagné dans certains assemblages macrofossiles de taxons typiques de milieux humides (tels que les characées). Les espèces de fin de succession (Abies balsamea/Thuja occidentalis) se sont maintenues dans le paysage forestier pendant plusieurs siècles, même après des feux sévères, probablement en raison de l'humidité des sites. L’épaisse couche de matière organique qui caractérise les refuges semble entraver le développement d’espèces de début de succession telles que Betula papyrifera et Populus tremuloides. Certains facteurs biotiques ou abiotiques pourraient limiter la propagation du feu dans les îlots refuges, ce qui expliquerait leur caractère persistant. Les résultats des simulations du comportement du feu suggèrent un rôle mineur des coupe-feu (lacs, tourbières et affleurements rocheux), de la charge en combustible et de la topographie dans l’occurrence des refuges. L’humidité semble être le seul facteur déterminant leur développement au sein de la mosaïque paysagère. Les refuges se mettent en place au sein de faibles dépressions humides qui favorisent l’accumulation de la matière organique. La structure des refuges et des autres îlots résiduels révèle deux principales caractéristiques permettant de les distinguer sur le terrain : le diamètre moyen des arbres et l’épaisseur de la matière organique. Les arbres des refuges ont un plus petit diamètre que ceux des autres îlots résiduels. Ceci peut s'expliquer par l'importante épaisseur de matière organique des refuges, qui affecte négativement la croissance des arbres. La facilité de détection des îlots refuges permettra leur prise en compte dans les stratégies d'aménagement forestier, notamment en assurant leur conservation à des fins de préservation de la biodiversité. Les recherches futures consacrées aux îlots forestiers résiduels après feu pourront se focaliser sur la mise en évidence de leurs éventuelles spécificités biologiques (surtout les refuges) et sur une caractérisation plus fine des paramètres biotiques et abiotiques déterminant leur développement.

Type de document: Thèse (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Asselin, Hugo
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bergeron, Yves
Mots-clés libres: forêt boréale mixte, feux de forêt, charbons de bois, macrorestes végétaux, îlots transitoires, refuges, structure forestière, humidité.
Divisions: Sciences appliquées > Doctorat en sciences de l'environnement
Date de dépôt: 04 juin 2014 14:48
Dernière modification: 04 juin 2014 14:48
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/589

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