Growth, thinning shock, carbon sequestration, and mortality following partial cuts in esker forests

Alcalá Pajares, Martín (2026). Growth, thinning shock, carbon sequestration, and mortality following partial cuts in esker forests. (Thèse de doctorat). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Depositum. https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1854

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Résumé

Résumé

Les coupes partielles sont considérées comme une alternative durable à la gestion traditionnelle dans la forêt boréale en raison de leur impact moindre sur la biodiversité, la structure et la régénération forestières. Cependant, la croissance des arbres stagne souvent pendant plusieurs années après les coupes partielles, un phénomène appelé « choc de croissance ». Cette étude a évalué les facteurs à l'origine du choc de croissance et de la reprise de croissance qui s'ensuit dans les peuplements dominés par le pin gris de l'ouest du Québec, au Canada. Notre plan expérimental comprenait trois traitements d'intensité de récolte (% d'enlèvement de la surface terrière): témoin (0 %), éclaircie (30 à 35 %) et coupe progressive (40 à 50 %). La croissance annuelle, la durée (c'est-à-dire le temps de retard) et l'intensité du choc de croissance sur la croissance et la composition isotopique δ¹³C des cernes des arbres ont été analysées à l'aide d'approches dendrochronologiques. Le choc de croissance était 30 % plus fréquent chez les arbres situés à proximité des pistes de débardage (c'est-à-dire les chemins créés pour le transit des machines forestières servant à l'extraction du bois) et 10 % plus intense dans les peuplements de coupe progressive. Dans le traitement d'éclaircie et de la coupe progressive, la durée de la période de choc était respectivement de 7 % et de 25 % plus longue dans les 5 premiers mètres à partir des sentiers de débardage, comparativement aux arbres situés à l’intérieur des coupes. Huit ans après la récolte, la croissance radiale des arbres résiduels avait augmenté de 54 % dans les traitements d'éclaircie et de 29 % dans les traitements de coupe progressive par rapport au témoin, ce qui reflète probablement l'élimination des arbres plus grands et se traduit par une proportion plus élevée d'arbres résiduels plus petits, à croissance initialement plus lente, dans le traitement de coupe progressive. Pendant la période de choc de croissance, les valeurs δ¹³C sont devenues plus négatives par rapport aux niveaux pré-récolte dans les deux traitements et ont continué à baisser par la suite, indiquant que la réduction de la croissance causée par le choc n'était pas due à une fermeture stomatique temporaire immédiatement après la récolte. Nos recherches remettent en question la relation suggérée entre le choc et la fermeture stomatique et soulignent l'importance de ce phénomène dans la compréhension et la prévision de la dynamique de croissance après la récolte.

Abstract

Partial cuts are considered a sustainable alternative to traditional management in the boreal forest because of their lower impact on forest biodiversity, structure, and regeneration. However, tree growth often stagnates for some years after partial cuts, a phenomenon labelled as “thinning shock”. This study evaluated the factors behind thinning shock and the subsequent growth release in jack pine-dominated stands of western Quebec, Canada. Our sampling protocol included three harvest intensity (% basal area removal) treatments: control (0 %), thinning (30 – 35 %), and shelterwood harvesting (40 – 50 %). Annual growth, duration (i.e., delay-time), and intensity of thinning shock on growth and the δ¹³C isotopic composition of tree rings were analyzed using dendrochronological approaches. Thinning shock was 30 % more frequent in trees closer to skidding trails (i.e., paths created for the transit of forest machinery extracting wood) and 10 % more intense in shelterwood stands. In the thinning treatment, the duration of the thinning shock period was 7 % longer within the first 5 meters from the trail, whereas in shelterwood treatments, it was 25 % when trees were growing at the same distances. Eight years post-harvest, residual tree growth increased by 54 % in thinning and 29 % in shelterwood treatments relative to the control, likely reflecting the removal of larger trees and resulting in higher proportions of smaller, initially slower-growing residual trees in the shelterwood treatment. During the thinning shock period, δ¹³C values became more negative compared to pre-harvest levels in both treatments and continued to decline thereafter, indicating that the growth reduction caused by thinning shock was likely not due to a temporary stomatal closure immediately following harvest. Our research puts into question the suggested relationship between thinning shock and stomatal closure and highlights the importance of this phenomenon in the understanding and prediction of after-harvest growth dynamics.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Thèse de doctorat)
Directeur ou directrice de recherche:	DesRochers, Annie
Codirecteurs de mémoire/thèse:	Montoro Girona, Miguel
Informations complémentaires:	Doctorat sur mesure en sylviculture et aménagement écosystémique.
Mots-clés libres:	Forêt boréale, chablis, dendrochronologie, isotopes de carbone, gestion forestière, pin gris, stockage de carbone, récolte partielle, greffage racinaire, Boreal forest, windthrow, carbon isotopes, carbon stocks, dendrochronology, forest management, jack pine, root grafting, partial harvest
Divisions:	Forêts > Doctorat sur mesure
Date de dépôt:	03 juill. 2026 14:57
Dernière modification:	03 juill. 2026 14:57
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1854

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