Dépôts organiques et enfeuillement

Site d’étude

La région à l’étude (Figure 1.1) est localisée entre les basses terres de la baie de James et le bassin de l’Outaouais, sur la grande ceinture argileuse du Nord-Ouest du Québec. Il s’agit d’une vaste plaine d’argile située à environ 300 mètres d’a ltitude, qui s’incline doucement vers la baie de James et dont les sédiments glaciolacustres constituent les vestiges de l’ancien lac proglaciaire Ojibway (Vincent et Hardy, 1977). La végétation de l’aire étudiée est incluse dans les domaines de la sapinière à bouleau blanc et de la pessière à mousses. Le sous-domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest compose la partie sud de l’aire d’étude. Ce territoire, localisé entre 48° N et 49° N, est dominé par le peuplier faux-tremble, le bouleau blanc et le sapin baumier (Grondin et a/.1 1998). La région écologique Sa, qui correspond à la Plaine de I’Abitibi1 constitue la partie occidentale de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest et couvre une superficie de 26 895 km2 (Grondin et al., 1998). Le relief est ondulé dans la partie sud et plat dans la partie nord (Gauthier et al., 2000). Les dépôts d’argiles glaciolacustres sont omniprésents.

La température moyenne annuelle est de 1° C. La saison de croissance est de l’ordre de 160 jours et les précipitations totales annuelles sont de 800 à 900 mm (Grondin et al., 1998). Ce territoire est sous l’influence des activités de colonisation (défrichement, agriculture/ exploitations forestière et minière, construction d’infrastructures de transport et urbanisation) depuis le début des années 1910.

Dominé par des couverts résineux d’épinette noire, de sapin et de pin gris le sous domaine bioclimatique de la pessière à mousses de l’ouest est compris entre le 48° 37′ N et le 52° N (Bergeron et al., 1998). La région écologique 6a correspond à la partie sud-ouest de la pessière à mousses de l’ouest. Elle couvre une superficie de 49 099 km² • Le relief est plat et les tourbières/ les lacs et les rivières y abondent. Les dépôts de surfacer essentiellement de textures fines1 sont caractéristiques de la grande ceinture argileuse. Toutefois, dans la portion nord de la région, les sédiments sont constitués d’argile caillouteuse résultant de la récurrence du glacier Cochrane sur l’argile du lac Ojibway (Hardy, 1977). La température moyenne annuelle est de 0 à -2.5° C. La saison de croissance est d’environ 150 jours et les précipitations totales annuelles sont de 700 à 800 mm (Robitaille et Saucier, 1998). Depuis le début des années 19301 la partie sud de ce territoire est sous l’influence d’activités anthropiques liées à la colonisation.

La partie nord est caractérisée par une exploitation forestière industrielle depuis les années 1970. Selon Bergeron et al. (2004), la transition de la région Sa à la région 6a est principalement contrôlée par la dimension et la sévérité des feux. Dans la région Sa, l’abondance des essences feuillues, la présence de nombreux plans d’eau et la fragmentation du paysage par les routes et les terres agricoles agissent comme coupe-feu et contribuent à réduire la dimension et la sévérité des feux. À l’inverse, la région 6a est caractérisée par des feux intenses et de grandes superficies.

Bases de données SIFORT

Le Système d’information Forestière par Tesselle (SIFORT) est une géobase qui a été développée par le ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF) en partenariat avec la Société de protection des forêts contre le feu (SOPFEU) et la Société de protection des forêts contre les insectes et maladies (SOPFIM). Il s’agit d’un système de représentation cartographique dans lequel le territoire forestier du Québec est découpé en une mosaïque de polygones rectangulaires désignés sous le nom de tesselles. Chaque tesselle représente 1S minutes de latitude sur 1S minutes de longitude, ce qui équivaut à une superficie moyenne de 14 hectares (Pelletier et al., 2001).

L’information des tesselles s’obtient par attribution de la donnée forestière en son centre, à partir de la compilation des données des cartes écoforestières du MRNF. La donnée forestière regroupe le type de couvert, le groupement d’essence, les classes de densité, de hauteur et d’âge ainsi que des informations relatives à l’historique des peuplements, aux interventions forestières et aux perturbations naturelles. On retrouve également des données du milieu physique soit, le type de dépôt de surface et la classe de drainage. Le système de représentation cartographique couvre la totalité du territoire forestier, qu11 soit productif ou improductif, mais aussi les territoires non forestiers. Tout comme les mises à jour cartographiques, l’acquisition des données SIFORT a été répétée à trois reprises, pratiquement à tous les dix ans, soit pour les inventaires décennaux 1970, 1980 et 1990. Étant donné que l’information contenue dans SI FORT provient originellement de la photo-interprétation (élaboration de cartes écoforestières), la composition du sous-étage forestier ne peut être connue. De plus, il subsiste un risque d’erreur dans l’identification de la strate de retour (couvert forestier émergeant suite à la coupe). L’avantage de SIFORT est sa capacité à décrire des changements dans le couvert forestier sur de vastes territoires et à plus ou moins long terme (moins de 30 ans). Par sa structure hybride des modes vectoriel et matriciel, SIFORT perd toutefois de la précision au niveau des contours des polygones forestiers originaux réduisant ainsi la résolution du couvert végétal (Pelletier et al., 1996).

Analyses SIFORT

En premier lieu, une population de départ a été circonscrite à l’aide du logiciel SAS (SAS Institute inc., 1988) à même l’ensemble des tesselles contenues dans SIFORT. Toutes les tesselles situées dans les régions Sa et 6a ayant subi une coupe totale (ct) ont été sélectionnées. Les tesselles qui ont subi une coupe avec protection de la régénération ( cpr) ont été retirées du jeu de données en raison de leur trop petit effectif et de leur historique encore trop récent (l’application de la cpr a débuté dans les années 1990). Les tesselles comportant des traitements sylvicoles (plantation, ensemencement, dégagement, éclaircie pré commerciale) ont aussi été écartées.

Par la suite, une base de données de la Société de protection des forêts contre le feu (SOPFEU) contenant des informations relatives à l’historique des incendies forestiers a été jumelée à SIFORT. Ces nouvelles informations ont permis de combler une lacune de la géobase de SIFORT en offrant un portrait beaucoup plus précis des feux de forêt. Les peuplements forestiers qui ont subi à la fois un feu et une coupe totale ont pu être écartés de l’analyse, éliminant ainsi les ambiguïtés quant à la perturbation d’origine. Suite à ce filtrage de données, l’échantillon créé a été divisé en deux groupes.

Le premier groupe de tesselles contient des peuplements coupés avant le premier inventaire décennal (antérieur à 1970). Leur composition d’origine et l’année de leur prélèvement sont inconnues. Toutefois, on peut supposer que leur composition d’origine était constituée principalement de pessières noires pures (ou à dominance résineuse) étant donné que l’essence recherchée par l’industrie à cette époque était essentiellement l’épinette noire (Blanchard, 1954; Perron, 1989). Pour l’ensemble de ces tesselles, la strate de retour suite à la coupe est identifiée sur la dernière mise à jour cartographique correspondant au troisième décennal (années 1990). Le second groupe de tesselles comprend les peuplements coupés entre le premier et le troisième inventaire décennal. Leur composition d’origine est connue et identifiée sur les cartes du premier décennal. Seules les tesselles dont la strate prélevée correspondait à des pessières noires ont été retenues, les autres types de peuplements prélevés ont été écartés du jeu de données en raison de leurs trop faibles effectifs.

Temps écoulé depuis la coupe

Pour obtenir le temps écoulé depuis la coupe, une base de données compagne de SIFORT a été jointe à l’ensemble des tesselles afin d’afficher l’année précise de prise de photographies aériennes. Par l’ajout de ces informations, le temps écoulé depuis la coupe a été calculé en soustrayant l’année de coupe à l’année de prise de photographie aérienne du troisième décennal. Pour le groupe de tesselles dont les peuplements ont été coupés avant le premier décennal, l’année de coupe est inconnue. Par défaut, elles ont été classées 25 ans et plus puisque l’ensemble des coupes datent d’avant 1970 et que les photos aériennes du troisième décennal ont été prises après 1991. En ce qui a trait aux coupes réalisées entre le premier et le troisième inventaire décennal, elles présentent un âge variant entre 1 et 28 ans. Toutefois, tout comme dans le premier décennal, un faible nombre de tesselles (correspondant aux anciennes coupes) ne présentent pas de spécification quant à l’année de coupe.

Un âge de 25 ans et plus leurs a été attribuées, car il s’agit vraisemblablement de vieilles coupes. Aux endroits où subsistaient des incertitudes quant au temps écoulé depuis la coupe, les tesselles ont été retirées de l’analyse. À partir de l’échantillon des peuplements coupés entre le premier et le troisième inventaire décennal, un tableau de contingence croisant les variables « strate de retour» et « temps écoulé depuis la coupe » a été produit. Les résultats émanant des différences entre les fréquences observées et les fréquences attendues ont permis de dégager de nouvelles classes d’âge. Ces classes d’âge sont moins nombreuses, ce qui a permis d’augmenter les effectifs dans chacune de celles-ci. Elles respectent les brisures dans les distributions des grandes strates structurales que constituent les stades dénudé, arbustif et arborescent. Elles prennent en partie appui sur des classes d’âge du MRNF: 1-7 ans; 8-11 ans; 12-14 ans; 15-19 ans; 20- 22 ans; 23-24 ans et 25 ans et plus.

Table des matières

LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
RÉSUMÉ DU MÉMOIRE
INTRODUOEON GÉNÉRALE
CHAPITRE 1: AUGMENTATION DU COUVERT EN PEUPLIER FAUX-TREMBLE DANS LES PESSIÈRES NOIRES DU NORD-OUEST DU QUÉBEC SUITE À LA COUPE TOTALE
1.1. Résumé
1.2. Introduction
1.3. Matériel et méthode
1.3.1. Site d’étude
1.3.2. Bases de données SIFORT
1.3.3. Analyses SI FORT
1.3.4. Analyses statistiques
1.4. Résultats
1.4.1. Coupes totales précédant le premier inventaire décennal
1.4.2. Coupes totales réalisées entre le premier et le troisième inventaire décennal
1.5. Discussion
1.5.1. Phénomène d’enfeuillement : effet de la région écologique et du dépôt/drainage
1.5.2. Vitesse de développement de la strate de retour
1.5.3. Rajeunissement du couvert forestier
1.6. Conclusion
1.7. Remerciements
1.8. Références
APPENDICE A
CHAPITRE II : ANALYSE SPATIALE DE LA RÉPONSE DES ÎLOTS DE PEUPUERS FAUX-TREMBLES DANS LES PEUPLEMENTS D’ÉPINETTE NOIRE SUITE À LA COUPE TOTALE
2.1. Résumé
2.2. Introduction
2.3. Matériel et méthode
2.3.1. Site d’étude
2.3.2. Photo-interprétation
2.3.3. Analyses statistiques
2.3.4. Taille et persistance des îlots de peuplier faux-tremble
2.3.5. Plan d’échantillonnage terrain
2.3.6. Compilation des données
2.3.7. Analyses statistiques
2.4. Résultats
2.4.1. Transitions des classes de recouvrement de peuplier faux-tremble
2.4.2. Taille et persistance des îlots de peuplier faux-tremble
2.4.3. Données de terrain
2.5. Discussion
2.5.1. Expansion des îlots de peuplier faux-tremble
2.5.2. Dépôts organiques et enfeuillement
2.5.3. Espèce de remplacement ou de succession
2.5.4. Implications pour l’aménagement des forêts
2.6. Conclusion
2. 7. Remerciements
2.8. Références
APPENDICE A
CONCLUSION GÉNÉRALE
LISTE DES RÉFÉRENCES

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