DENDROCLIMATOLOGIE DU CEDRE BLANC (Thuja occidentalis L.) AU LAC DUPARQUET (ABITISI, QUEBEC)

Région étudiée

  Les arbres utilisés proviennent du lac Duparquet (Fig. 1.1), un plan d’eau situé dans la partie ouest de l’Abitibi (48=28’N79=17’W). Le lac a une superficie d’environ 50 km~ et on peut y observer, en période d’étiage, près de 170 !les variant de quelquesmètres~ à environ 0,7 km~ (Bergeron et Gagnon 1987). Bien que la plus grande partie de la région soit utilisée pour l’agriculture ou l’exploitation forestière, la majorité des iles et des berges dulac Duparquet sont demeurées encore relativement vierges. Les arbres ont été échantillonnés sur des !les et des berges xériques caractérisées par des régosols, sols minces avec présence de la roche en place à moins de 10 cm (Commission Canadienne de Pédologie 1978). Le substrat rocheux est composé principalement de rhyolite, d’andésite ou de quartzite (Diotte et Bergeron 1989). La station météorologique la plus proche est située à LaSarre, 42 km au nord du lac Duparquet. Les moyennes annuelles de température et de précipitation totale sont de 0,6=C et de 822,7 mm avec une période annuelle moyenne de 64 jours consécutifs sans gel (Anonyme 1982). La pluviométrie relativement faible est surtout concentrée durant la saison de croissance, 77,6% des précipitations annuelles étant sous forme de pluie (Fig. 1.2). Les précipitations y sont généralement suffisantes à la croissance mais l’évaporation peut cependant devenir élevée en juin et juillet (Dermine 1965).

Dendrochronologie

  La chronologie standardisée obtenue (Fig. 1.3; Annexe C) couvre une période de 802 ans et comprend 38 individus (Fig. 1.4) dont l’âge minimum varie de 302 à 779 ans, la vaste majorité (84%) ayant plus de 450 ans. Un certain nombre de spécimens déjà morts (n=10) et dans un excellent état de conservation ont pu être intégrés à la chronologie par interdatation. Ceci a permis à la fois d’augmenter l’échantillonnage et d’étendre la période de temps couverte. On remarque, dans la chronologie, des excursions prolongées loin de la moyenne: par exemple, les périodes 1270-1310 (n:9 spécimens), 1470-1510 (n=25) ou 1792-1799 (n=37) ont des croissances inférieures à la moyenne tandis que la longue période 1330-1400 (10 à 18 spécimens) a une croissance relativement élevée. Il faudrait cependant interpréter avec prudence la zone précédant l’an 1232 puisqu’elle ne contient que 2 spécimens. Les variations de largeurs spécimens sont présentées (Fig. brutes pour l’ensemble des 381.5 et 1.6) afin de déceler l’existence de changements à long terme. Outre deux courtes périodes de faible croissance centrées autour de 1235 et 1490, on observe une grande période (1590 à 1850) où la croissance a été systématiquement inférieure à la normale. Depuis, la croissance montre une nette tendance à la hausse, les cernes des derniers 100 ans étant en moyenne 11,8% plus larges que ceux des 200 années antérieures. Les arbres intégrés à la chronologie ont des taux de croissance extrêmement faibles, la moyenne des largeurs de cernes annuels étant de 0,36 mm pour l’ensemble de la période (Tableau 1.1). Malgré le niveau de stress élevé chez les arbres de sites xériques, l’ensembledes spécimens ne comporte que six cas de cernes absents (0,02%) ce qui rend l’interdatation relativement simple. Les cernes absents recencés se sont produits en 1310, 1489, 1592, 1602, 1663 ainsi qu’en 1841. Il est à noter que sauf pour 1310 où l’indice est 0,931, tous les cernes absents se sont produits durant des années où la croissance radiale des cèdres blancs était très faible (indice entre 0,608 et 0,701). Les doubles cernes sont remarquablement
rares, à peine 12 arbres en montrant (seulement 25 occurrences au total); ils n’ont donc pas compliqué outre mesure la datation. Les diverses statistiques descriptives (Tableau 1.1) indiquent d’autre part que la chronologie est fortement autocorrélée (0,61) tout en ayant une sensibilité et un écart type relativement faibles (0,14 et 0,19).

DISTRIBUTION ET MORPHOLOGIE DES VIEUX CEDRES BLANCS (Thuja occidentalis L.) AU LAC DUPARQUET (ABITIBI, QUE.)

  La découverte de la longévité extraordinaire de Pinus longaeva Bailey en 1954 (Schulman 1958) a stimulé les dendrochronologistes à rechercher de vieux spécimens d’autres espèces dans le but d’étendre au maximum les chronologies vers le passé. Malgré le fait que quelques espèces aient le potentiel de devenir millénaires, particulièrement les conifères, l’immense majorité ne dépasse pas quelques centaines d’années (Kramer et Kozlowski 1979). De plus, on s’est rapidement aperçu que pour une même espèce, les plus vieux spécimens s’observaient souvent dans des sites extrêmement stressants, soit très arides (LaMarche 1969; Luckman et al. 1984; Pruden et al. 1987; Robertson et Jozsa 1988) ou soit très froids (Edwards et Dunwiddie 1985; Payette et al. 1985). La longévité dépend donc des caractéristiques génétiques propres à chaque espèce mais aussi, dans une certaine mesure, du type d’environnement. Wagener (1954), Westing (1964) et Beasley et Klemmedson (1973) ont émis l’hypothèse que les sites xériques, en réduisant la croissance, amènent une augmentation des taux de lignine et de composés phénoliques dans le bois, ce qui lui confère une plus grande résistance à la pourriture. D’autres insistent plutôt sur la faible intensité des feux en milieu xérique due à l’espacement des arbres (Luckman et al. 1984; Pruden et al. 1987). L’environnement semble aussi induire une morphologie particulière caractérisée par une faible stature, un feuillage clairsemé, une forte mortalité apicale ainsi qu’une réduction cambiale conduisant à une croissance unilatérale prononcée (Schulman 1954). Cette croissance unilatérale amène l’arbre à produire une quantité annuelle de tissu non-photosynthétique (xylème, phloème, écorce, etc.) relativement constante contrairement à un arbre normal dont le cambium s’accroit d’année en année. Wright et Mooney (1965) ainsi que LaMarche (1969) y voient un avantage qui ne serait pas étranger à la plus grande longévité de ces arbres asymétriques. En effet, la croissance unilatérale permet à l’arbre de maintenir à un niveau favorable le rapport entre tissu photosynthétique (feuillage) et non-photosynthétique. Exception faite de Taxodium distichum (L.) Rich. qui peut atteindre 1700 ans (Stahle et al. 1988), l’est de l’Amérique du Nord est particulièrement dépourvu d’arbres dépassant 400 ans(Fowells 1965). En forêt boréale, les fréquentes perturbations par le feu réduisent de beaucoup l’espérance de vie des arbres (Heinselman 1981). Toutefois, le cèdre blanc est une espèce qui semble avoir le potentiel de dépasser SOO ou 600 ans (Heinselman 1973; Wells et al. 1983; Cook, comm. pers. 1986). Au lac Duparquet (Abitibi, Qué.), des travaux préliminaires ont même révélé la présence d’un spécimen d’au moins 670 ans (Bergeron, comm. pers. 1985). Le cèdre blanc a une distribution relativement restreinte dont la limite nord s’étend de l’fle Anticosti jusqu’au sud-est du Manitoba en passant par le sud de la baie de James; au sud, son aire principale ne dépasse pas l’état de New York, bien que des populations isolées puissent se rencontrer, dans les Appalaches, jusqu’au Tennessee (Fowells 1965). C’est une espèce dont l’amplitude écologique est grande et qui croit aussi bien dans les milieux humides que secs, dans les sites ombragés que dans les sites découverts (Rousseau 1974). Ses exigences au niveau du type de roche-mère ne sont pas non plus très précises: bien que Fernald (1919) en parle comme d’une espèce nécessitant un substrat calcaire, de nombreux auteurs le remarquent dans des conditions acides ou sur des substrats granitiques (Curtis 1946; Nelson 1951; Walker 1987). En Abitibi, l’espèce ne semble jamais très abondante et s’observe surtout sur des dépôts organiques épais (humisols typiques) ou parfois sur des sols très minces sur roc (Bergeron etal. 1983). Carleton et Maycock (1978), dans une vaste étude sur les sites mésiques de l’Abitibi, ne l’observent que dans un très petit nombre de sites et jamais comme espèce dominante tandis que Bergeron et al. (1985) ne le mentionnent que pour quelques sites hydriques et eutrophes. De plus, l’espèce semble rare sur les affleurements rocheux entre les lacs Abitibi et Duparquet (Clayden et Bouchard 1983). Tous ces travaux ont cependant été effectués dans des écosystèmes terrestres et ce n’est finalement qu’en milieu lacustre (Bergeron et Dubuc 1989) que l’espèce devient abondante. Ces auteurs mentionnent son abondance autour du lac Duparquet et sur sesiles, autant sur roc, sur moraine que sur argile. Malgré une telle abondance dans divers types de milieux, des observations (Bergeron,comm. pers. 1985) indiquent que nombre de vieux individus proviennent d’affleurement rocheux en bordure de l’eau. Les objectifs sont d’abord d’examiner la distribution plutôt restreinte des vieux cèdres blancs au lac Duparquet afin de déterminer les facteurs abiotiques et historiques qui en sont responsables. L’accent est surtout mis sur l’influence des feux, la perturbation majeure en foret boréale. De plus, la morphologie particulière de ces vieux arbres en milieu xérique est étudiée en insistant sur le rôle de l’environnement et ses conséquences sur la longévité. Outre son effet sur la morphologie, le climat peut affecter la régénération récente.

Table des matières

REMERCIEMENTS
RESUME
TABLE DES MATIERES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ANNEXES
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I. DENDROCLIMATOLOGIE DU CEDRE BLANC (Thuja occidentalis L.) AU LAC DUPARQUET (ABITISI, QUEBEC)
1. Introduction
2. Région étudiée 
3. Méthodologie 
3.1 Récolte des données
3.2 Mesure des largeurs et interdatation
3.3 Standardisation
3.4 Statistiques descriptives
3.5 Données météorologiques
3.6 Relations cernes-climat
4.Résultats
4.1 Dendrochronologie
4.2 Dendroclimatologie
5.Discussion 
6.Bibliographie
CHAPITRE II. DISTRIBUTION ET MORPHOLOGIE DES VIEUX CEDRES BLANCS (Thuja occidentalis L.) AU LAC DUPARQUET (ABITIBI, QUE.)
1.Introduction
2.Région étudiée
3.Méthodologie
3.1 Longévité du cèdre blanc
3.2 Distribution des vieux cèdres blancs
3.3 Morphologie des vieux cèdres blancs sur sites xériques
3.4 Régénération sur sites xériques
4.Résultats 
4.1 Longévité du cèdre blanc
4.2 Distribution des vieux cèdres blancs
4.3 Morphologie des vieux cèdres blancs sur sites xériques
4.4 Régénération sur sites xériques
5.Discussion 
6. Bibliographie 
CONCLUSION GENERALE

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