Relation entre la mixité du couvert forestier et la productivité dans les jeunes pessières à mousses sensibles au processus de paludification

De Noronha, Maïsa (2025). Relation entre la mixité du couvert forestier et la productivité dans les jeunes pessières à mousses sensibles au processus de paludification. (Thèse de doctorat). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Depositum. https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1712

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Résumé

RÉSUMÉ

Les interactions entre les espèces d'arbres constituent des moteurs essentiels de la dynamique forestière, influençant de manière significative la productivité et la santé des écosystèmes forestiers. Cette étude examine les conséquences de ces interactions complexes dans des environnements spécifiques, en particulier aux phases initiales du développement forestier, où les peuplements subissent des interventions sylvicoles, et où des processus tels que la paludification limitent la capacité des forêts à atteindre tout leur potentiel de production de bois.

Trois objectifs principaux ont été établis. Tout d'abord, il s'agissait d'évaluer l'impact de la composition de l'humus, influencée par la décomposition de la litière de diverses espèces d'arbres, sur le développement des jeunes plants d'épinette noire. Ensuite, nous avons analysé l'effet de la proximité entre feuillus et conifères sur la composition du sous-bois dans des environnements vulnérables à la paludification. Enfin, nous avons évalué comment la diversité des essences feuillues et conifères affecte le rendement global des jeunes peuplements d'épinette noire après différents traitements sylvicoles.

Pour répondre à ces objectifs, plusieurs étapes de recherche ont été mises en oeuvre. Des expériences en serre ont d'abord été réalisées pour évaluer l'effet de différentes litières sur la croissance des semis d'épinette noire. Ensuite, des inventaires forestiers ont permis d'examiner l'impact de la proximité entre feuillus et conifères, selon différentes proportions, sur les changements des groupements fonctionnels du sous-bois dans les zones sensibles à la paludification. Enfin, une base de données de plus de 30 ans de suivi des traitements sylvicoles a été analysée pour explorer la relation entre la productivité forestière dans différents traitements sylvicoles et la diversité du couvert forestier.

Les résultats de cette recherche révèlent plusieurs conclusions significatives. Premièrement, les jeunes plants d’épinette noire se développent de manière plus vigoureuse dans des sols issus de pessières à mousse où sont présentes des essences feuillues, ou dans des zones dominées par ces dernières. Cela souligne l'importance des essences feuillues dans la formation d'un sol propice à la croissance des épinettes dans les premiers stades de développement de la forêt, notamment dans ces zones sensibles à la paludification. De plus, la proximité ou la présence d’espèces feuillues, indépendamment du peuplement environnant, apparaît comme un facteur déterminant qui limite les sphaignes de lumière, souvent rencontrées dans les vieilles forêts ou dans les zones paludifiées, tout en favorisant la croissance des herbacées. Par ailleurs, les traitements sylvicoles qui simplifient la composition du couvert forestier aux stades initiaux du développement forestier peuvent avoir des effets négatifs à long terme sur la productivité, en renforçant la tendance à la paludification. Cela souligne la nécessité de maintenir les essences feuillues lors des interventions sylvicoles dans les jeunes peuplements qui présentent des conditions mal drainées et sont sensibles à la paludification.

En conclusion, cette étude met en évidence l'importance d'une gestion forestière qui réoriente les ressources libérées par les traitements sylvicoles, fournies par les essences feuillues, vers les espèces commerciales souhaitées. Il est crucial d'éviter l'élimination des feuillus dans les zones à drainage mauvais et très mauvais au début de la formation de la forêt, car cela constitue une stratégie clé pour garantir la résilience et la productivité des forêts boréales à long terme, tout en ralentissant la paludification. Ces résultats remettent en question certaines pratiques sylvicoles qui privilégient uniquement les conifères dans le but de maximiser la production de bois, en particulier dans les jeunes forêts. Bien que les feuillus soient souvent perçus comme moins rentables, leur rôle dans la fertilité des sols, à court et à long terme, ainsi que dans la durabilité des forêts boréales, est indéniable.

ABSTRACT

Interactions between tree species are essential drivers of forest dynamics, significantly influencing the productivity and health of forest ecosystems. This study examines the consequences of these complex interactions in specific environments, particularly in the early phases of forest development, where stands undergo silvicultural interventions, and where processes such as paludification limit the ability of forests to reach their full wood production potential.

Three main objectives have been established. First, the goal was to assess the impact of humus composition, influenced by the decomposition of litter from various tree species, on the development of young black spruce seedlings. Next, we analyzed the effect of the proximity between broadleaf trees and conifers on the composition of the understory in environments vulnerable to paludification. Finally, we evaluated how the composition of broadleaf and coniferous species affects the overall yield of young black spruce stands after various silvicultural treatments.

To achieve these objectives, several research steps were implemented. Greenhouse experiments were initially conducted to evaluate the effect of different litter types on the growth of black spruce seedlings. Subsequently, forest inventories were carried out to examine the impact of the proximity between broadleaf trees and conifers, in different proportions, on changes in the functional groups of the understory in areas sensitive to paludification. Finally, a database with over 30 years of monitoring silvicultural treatments was analyzed to explore the relationship between forest productivity in different silvicultural treatments and the composition of the forest cover.

The results of this research reveal several significant conclusions. First, young black spruce seedlings develop more vigorously in soils derived from sphagnum peat bogs where broadleaf species are present or in areas dominated by them. This underscores the importance of broadleaf species in forming soil conducive to spruce growth in the early stages of forest development, particularly in areas sensitive to paludification. Furthermore, the proximity or presence of broadleaf species, regardless of the surrounding stand, appears to be a determining factor that limits light sphagnum, often found in old forests or paludified areas, while promoting the growth of herbaceous plants. Moreover, silvicultural treatments that simplify the composition of forest cover in the early stages of forest development can have long-term negative effects on productivity by reinforcing the tendency toward paludification. This highlights the need to maintain broadleaf species during silvicultural interventions in young stands that exhibit poorly drained conditions and are sensitive to paludification.

In conclusion, this study emphasizes the importance of forest management that redirects the resources released by silvicultural treatments, provided by broadleaf species, towards the desired commercial species. It is crucial to avoid the elimination of broadleaf trees in poorly and very poorly drained areas in the early stages of forest formation, as this represents a key strategy to ensure the resilience and productivity of boreal forests in the long term while slowing down paludification. These results challenge certain silvicultural practices that prioritize conifers solely to maximize wood production, particularly in young forests. Although broadleaf trees are often perceived as less profitable, their role in soil fertility, both in the short and long term, as well as in the sustainability of boreal forests, is undeniable.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Thèse de doctorat)
Directeur ou directrice de recherche:	Bergeron, Yves
Codirecteurs de mémoire/thèse:	Leduc, Alain
Informations complémentaires:	Cette thèse contient un article publié dans une revue. Voici le lien vers la version officielle : l’article « Influence of Leaf Litter and Humus Composition on the Development of Black Spruce Seedlings: A Greenhouse Experimentation » a été publié par MDPI dans la revue « Forests » en 2022 : https://doi.org/10.3390/f13111832.
Mots-clés libres:	Sous-bois; sylviculture; litière forestière; humus; feuillus; épinettes noires, Undergrowth; forestry; forest litter; humus; hardwoods; black spruces
Divisions:	Forêts > Doctorat en sciences de l'environnement
Date de dépôt:	02 sept. 2025 13:51
Dernière modification:	02 sept. 2025 13:51
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1712

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