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Effet du couvert végétal et des microorganismes sur l’établissement du sapin en forêt boréale

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Nagati, Mélissande (2019). Effet du couvert végétal et des microorganismes sur l’établissement du sapin en forêt boréale. (Thèse de doctorat). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/970

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Résumé

Au Québec, le 49° de latitude nord représente la frontière entre d’une part la forêt mixte dominée par le sapin baumier et le bouleau et d’autre par la forêt boréale dominée par l’épinette noire. Cette frontière tend à migrer vers le nord avec la migration du sapin. Dans les plaines argileuses de l’Abitibi-Témiscamingue qui se trouvent à cette latitude, le sapin possède localement une meilleure capacité d’établissement sous les couverts dominés par le peuplier faux-tremble en comparaison à ceux dominés par l’épinette noire. Les conditions climatiques et édaphiques sont similaires dans les deux types de peuplement, mais les conditions biotiques diffèrent. Le sous-bois sous épinette est dominé par les mousses et des arbustes de la famille des éricacées, tandis que le sous-bois associé aux peuplements de peupliers présente une richesse spécifique plus élevée, plus particulièrement en espèces arbustives et herbacées. Les communautés végétales des strates arborées et de sous-bois sont connues pour affecter les communautés fongiques du sol et notamment les communautés mycorhiziennes. Or, ces dernières pourraient expliquer les différences d’établissement du sapin observées entre les deux types de peuplement. En effet, les mycorhizes sont des symbioses à bénéfices réciproques entre des champignons et les racines des arbres et elles sont particulièrement importantes pour la nutrition des plantes en forêt boréale. Cependant, il y a très peu d’informations sur les mycorhizes dans le système boréal québécois relativement à la Scandinavie ou l’Alaska. Dans ce projet, nous avons testé 1) si les communautés de champignons du sol sont différentes entre les peuplements de peuplier et d’épinette, 2) si les sapins s’associent avec un plus grand nombre d’espèces de champignons, mais aussi à des
espèces différentes sous les peupliers et 3) si les symbioses mises en place sous les peupliers sont plus efficaces que celles sous les épinettes pour la nutrition du sapin. Le séquençage haut débit de l’ADN des champignons du sol a permis de détecter une forte diversité fongique et de mettre en évidence des différences dans la composition des communautés fongiques du peuplier et de l’épinette, aussi bien pour les champignons décomposeurs que pour les champignons mycorhiziens. Pendant deux années, soixante jeunes plants de sapins ont été suivis sur le terrain afin de relier la croissance et le taux de nutriments dans les aiguilles (deux estimateurs de la vigueur au taux de mycorhization et à la diversité fongique. L’analyse a révélé que le taux de nutriments dans les aiguilles du sapin était supérieur sous les peupliers par rapport au sapin poussant sous les épinettes à proximité de plantes éricacées. De plus, la présence des plantes éricacées était corrélée à des changements de la communauté fongique mycorhizienne associée aux racines du sapin, ainsi qu’à une diminution du contenu en azote dans les aiguilles. Des expériences ont également été menées en chambre de croissance afin de déterminer si la mycorhization avait un impact sur la germination, la survie, la nutrition et la croissance des jeunes plantules. Pour ce faire, des sapins ont été semés dans des sols organiques et minéraux provenant des différents types de peuplement et la moitié a été stérilisée afin d’éliminer les microorganismes. Les résultats obtenus après trois saisons de croissance ont permis de détecter un effet de l’identité des microorganismes du sol plutôt qu’un effet du taux de mycorhization sur la nutrition et la croissance du sapin. De plus, les sapins poussant dans les sols récoltés sous épinette mais à distance des éricacées ont eu une meilleure nutrition azotée que dans les sols prélevés sous peuplier. Une expérience sur une plus longue durée et un dispositif expérimental plus complexe intégrant la possibilité de formation de réseaux mycorhiziens fonctionnels entre plantes sont à envisager afin de tester l’importance des interactions sur l’établissement du sapin et sa nutrition à plus long terme.

Globalement, les résultats de la thèse nous indiquent que les différences observées d’abondance et de croissance du sapin sous le peuplier et l’épinette sont la résultante
d’interactions complexes, où les communautés mycorhiziennes et les communautés végétales dominantes jouent un rôle. Les différences des communautés fongiques du sol et de nutriments dans le sol organique observées entre les deux peuplements pourraient expliquer la meilleure nutrition du sapin sous les peupliers. D’autre part, la présence d’une communauté ectomycorrhizienne non compatible et/ou peu favorable aux sapins à proximité des éricacées pourrait expliquer en partie les problèmes de croissance et de nutrition sous les épinettes. Ainsi, la facilitation du sapin par le peuplier est partiellement expliquée par les communautés fongiques du sol. Enfin, nos données confirment que les champignons du sol (dont les ectomycorhiziens) sont à prendre en compte dans les modèles de migration du sapin vers le nord en réponse au changement climatique.

Type de document: Thèse ou mémoires (Thèse de doctorat)
Directeur de mémoire/thèse: Bergeron, Yvon et Gardes, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse: DesRochers, Annie et Roy, Mélanie
Mots-clés libres: ectomycorhizes, épinette noire, peuplier faux-tremble, sapin baumier, sol, séquençage haut débit
Divisions: Forêts > Doctorat en sciences de l'environnement
Date de dépôt: 19 mars 2020 12:35
Dernière modification: 19 mars 2020 12:39
URI: https://depositum.uqat.ca/id/eprint/970

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