Dynamique et croissance des épinettes noires

Dynamique et croissance des épinettes noires

Sélection des sites

Les sites retenus pour l’étude ont été choisis parmi 24 sites d’un projet plus vaste qui portait sur la dynamique des peuplements matures d’épinettes noires sur sites mésiques entre les 51e et 52e parallèles. La méthode d’échantillonnage stratifié aléatoire, basée sur l’âge et la densité, a été utilisée pour sélectionner des peuplements d’épinette noire sur sol mésique représentatifs des peuplements présents sur le territoire.La présence d’un lac d’au moins 1 km de long et situé près des sites constituait aussi un critère de sélection. Ce dernier permettait d’assurer l’accès au site par hydravion, étant donné l’absence de route dans le secteur. Un échantillonnage exploratoire a été fait l’été précédent pour vérifier l’adéquation entre la cartographique et la réalité terrain. Les échelles des cartes disponibles, provenant du Ministère des Ressources naturelles et de la Faune, n’étaient que de 1 : 20 000 et 1 : 50 000. Cette exploration a permis d’acquérir des informations précises sur le couvert forestier, l’origine des peuplements, la densité, la pente et l’exposition. Parmi ces 24 peuplements, un sous-échantillon de six sites dont les arbres avaient une moyenne d’âge supérieure à 145 ans ont été retenus dans le cadre de cette étude.
Les six sites retenus sont localisés entre les 51e et 52e degrés de latitude nord, à environ 350 km au nord de Chicoutimi, entre le lac Mistassini et l’île René-Levasseur. L’aire d’étude fait partie du domaine de la pessière noire à mousses (Saucier et al., 1998) où les peuplements sont généralement dominés par l’épinette noire et le pin gris
Les données climatiques proviennent à partir de la station météorologique la plus près, soit celle de Bonnard, située de 50 à 150 km des sites étudiés (Figure 3). La température annuelle moyenne est de -1.8°C, avec des précipitations annuelles moyennes de 946.4 mm. Le couvert de neige est présent de la mi-octobre à la fin mai et il ne fond pas complètement avant le mois de juin. La longueur de la saison de croissance, soit le nombre de jours où la température excède 4°C, est de 120 jours (Environnement Canada, 1971-2000).

 Échantillonnage

Une parcelle de 400 m2, devant contenir préférablement au moins 50 épinettes noires, a été délimitée dans une partie représentative de chaque peuplement Afin de caractériser la végétation des peuplements, un relevé de végétation a été réalisé dans cinq sous-placettes de 1 m2 réparties systématiquement à l’intérieur des parcelles. Le sol a été caractérisé par un pédon effectué dans la sous-placette du centre. Deux parcelles intermédiaires de 25 m2 ont été installées dans deux coins
diagonalement opposés de la parcelle principale, pour échantillonner les gaules, soit les tiges de lcm < DHP < 9cm. Le DHP a été mesuré et la rondelle de base a été récoltée pour toutes les gaules. Les quatre classes de DHP suivantes ont été définies : 1 cm < DHP <3 cm, 3 cm < DPH <5cm, 5 cm < DHP <7 cm, 7 cm < DHP < 9cm. Pour chaque classe une gaule a été sélectionnée au hasard pour une analyse de tige, soit un total de huit par parcelle principale. Les hauteurs des rondelles à récolter ont été déterminées au préalable à l’aide de tests en laboratoire. Ces derniers ont permis de s’assurer d’avoir la meilleure estimation du volume tout en minimisant i’effort
d’échantillonnage. Les rondelles récoltées chez les gaules de plus de 5 mètres sont celles prises : à 0 m, 1,3 m, au 1/3, au 2/3 de la hauteur totale et à la hauteur totale moins 1 m. Pour les gaules de moins de 5 mètres, une rondelle à chaque cinquième de la hauteur totale a été récoltée. Pour faciliter l’échantillonnage, la valeur obtenue a été arrondie à la hauteur de section la plus proche récoltée de façon routinière dans une analyse de tige (voir section 2.3). Par exemple pour une valeur de 50 cm une rondelle a été récoltée à lm. Le tableau 2 présente la charte des hauteurs utilisées. Tableau 2. Charte de hauteur des rondelles à récolter sur les gaules.
Dans la parcelle principale, la hauteur et le DHP ont été mesurés et la rondelle de la base a été récoltée pour tous les arbres (DHP ^9 cm) vivants ou morts. Parmi ces arbres, les dix épinettes noires dominantes ont été retenues pour les analyses de tige. Les épinettes noires dont la hauteur et le DHP étaient les plus élevés étaient considérées comme dominantes. De plus, les arbres retenus devaient être exempts de dommages à la cime causés par les insectes, les animaux, les maladies ou les conditions climatiques. La classe d’ensoleillement et la hauteur de la cime vivante des arbres dominants ont été notées avant de faire la coupe. Les rondelles ont été récoltées à 0 m, 0,3 m, 0,6 m, 1 m, 1,3 m, 2 m et à chaque mètre jusqu’à la cime.

 Méthode de mesure

Les rondelles ont été séchées dans des serres puis préparées selon la méthode proposée par Biais (1962) et Swetnam et al. (1985). Elles ont d’abord été finement sablées avec du papier à sabler de 80, 220 et 400 grain/po2 jusqu’à ce que les cernes de croissance soient bien définis. L’âge a ensuite été déterminé grâce au décompte des cernes sous une loupe binoculaire. L’âge est considéré comme minimum, car le collet n’est généralement pas présent sur la rondelle de 0 m (Desrochers et Gagnon, 1997). Une fois les rondelles préparées, les cernes ont été mesurés à l’aide de deux appareils. Le WinDENDRO™ (version, 2003a) et la table dendrométrique de marque Henson (précision 0.01 mm), lorsque les cernes étaient très étroits ou mal définis. Chez les
dominants, quatre rayons ont été mesurés sur les rondelles à 0 m, 0,3 m, 0,6 m et 1 m et deux rayons ont été mesurés sur les autres rondelles.

Traitement des données

 Interdatation

L’interdatation est la méthode utilisée pour identifier les erreurs techniques de mesure et pour détecter les cernes discontinus ou absents (O’Neil, 1963 ; Fritts, 1971, 1976 ; Swetnam et al., 1985 ; Fritts et Swetnam, 1989). Cette étape se fait à la fois visuellement et statistiquement. Les mesures de cernes de tous les arbres récoltés ont d’abord été placées sous forme de graphique présentant les largeurs de cernes en logarithme en fonction du temps. Ils ont ensuite été comparés sur une table lumineuse pour y faire l’interdatation visuelle (Stokes et Smiley, 1968 ; Fritts, 1976). Ceci a
permis de comparer les patrons de croissance des arbres et d’identifier les erreurs. Le programme COFECHA (Holmes, 1983) a par la suite été utilisé pour vérifier l’interdation des données. Ce dernier identifie les données les moins bien carrelées et propose des possibilités de correction (Levasseur, 2000). L’interdatation a été faite entre les rayons d’une même rondelle, entre les rondelles d’un même arbre et entre les arbres d’un même site. Une fois les correctifs effectués, une courbe moyenne de largeur de cerne a été réalisée pour chaque arbre et pour chaque site.

Données calculées

Le calcul du volume des arbres dominants et des gaules a été fait à l’aide du programme WinStemTm (version, 2003d). Ce programme présente les valeurs de mesure des analyses de tige sous forme de moyenne de rayon, de diamètre, de surface, de hauteur et de volume en fonction du temps. Ce programme calcule automatiquement les valeurs mentionnées ci-haut selon la méthode de Carmean (1972). Cette dernière est basée sur deux suppositions. La première étant que la croissance annuelle en hauteur est constante et la seconde est qu’en moyenne une section transversale sera située au milieu de la croissance en hauteur d’une année (Dyer et Bailey, 1987)

 Standardisation

La standardisation permet de comparer la croissance des arbres entre eux en éliminant les différences dues à l’âge, au potentiel génétique de croissance, aux conditions des sites ou à l’historique des peuplements (Fritts, 1971, 1976 ; Swetnam, et al., 1985 ; Morin et al., 1993 ; Levasseur, 2000). Elle permet également de mettre en évidence les effets des épidémies d’insectes, car les tendances de croissance reliées à l’augmentation de l’âge et de la circonférence peuvent masquer les effets d’une épidémie (Swetnarn et al., 1985). La standardisation a été réalisée à l’aide du programme ARSTAN (Cook et Holmes, 1986). Une double standardisation a été effectuée. Une fonction linéaire ou exponentielle négative a été appliquée selon les valeurs de la corrélation suivie d’une fonction spline cubique de 50 ans.

Table des matières

RÉSUMÉ
REMERCIEMENTS
Liste des figures
Liste des tableaux
1. Introduction
1.1 Hypothèse et objectifs de l’étude
2. Matériel et méthodes
2.1 Sélection des sites
2.2 Échantillonnage
2.3 Méthode de mesure
2.4 Traitement des données
2.4.1 Interdatation
2.4.2 Données calculées
2.4.3 Standardisation
2.4.3.1 Identification des réductions de croissance
2.4.4 Identification des périodes épidémiques
2.4.5 Reprises de croissance
2.4.6 Analyses statistiques
2.4.7 Taux de croissance maximal atteint par les tiges
3. Résultats
3.1 Dynamique et croissance des épinettes noires
3.1.1 Caractéristiques des sites
3.1.2 Structure d’âge
3.1.3 Courbes dendrochronologiques des épinettes noires
3.1.4 Reprises de croissance des épinettes noires
3.1.5 Croissance radiale en fonction de l’âge cambial
3.1.6 Le volume
3.1.6.1 Accroissement annuel
3.1.6.2 Comparaison du volume cumulé de la phase juvénile des dominants et des gaules
3.2 Potentiel de croissance
4. Discussion
4.1 Dynamique du peuplement
4.1.1 Structure d’âge
4.1.2 Indice de croissance
4.1.3 Reprises de croissance
4.1.4 Impact des trouées sur la croissance des arbres dominants des sites inéquiennes
4.2 Potentiel de croissance
5. Conclusion
6. Bibliographies

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