Le sol et la topographie

Le sol et la topographie

INTRODUCTION GÉNÉRALE

Il y a 15,000 ans, l’écologie forestière du sud-est de ce qu’est actuellement les États-Unis, a connu des bouleversements drastiques dus au changement climatique du début de l’Holocène comme révélés par les analyses de pollens fossilisés (Malanson 1993; Williams et al. 2004). Par conséquent, plusieurs espèces migrèrent vers le nord établissant leur limite nordique de répartition telle qu’observée actuellement comme par exemple, le sapin baumier et le hêtre, qui atteignirent leur limite nordique vers 10,000 AP et 6,000 AP (Muller et Richard, 2001). Plus récemment, en réponse au réchauffement globale à la fin du Petit âge glaciaire (ca. 1850), plusieurs espèces se ont migré vers le nord, tels que l’épinette blanche et l’épinette noire (Payette et Filion, 1985; Garnache et Payette, 2005).
Au cours des 100 dernières années – depuis le début de l’industrialisation – la température de surface moyenne mondiale a augmenté d’environ 0,61 oc et est prévue d’augmenter de 0,3 à 4,8°C de plus, selon le scenario climatique, d’ici 2081-2100 (IPCC, 2014). En effet, les activités humaines, depuis l’ère pré-industrielle, ont augmenté la concentration atmosphérique de gaz à effet de serre (comme le dioxyde de carbone, qui est estimé à 280 ppm sous conditions pré-industrielle) et les aérosols, essentiellement en raison de la combustion des matières fossilisées, l’agriculture et du changement d’affectation des terres, et ont atteint leur plus haut niveaux enregistrés dans les années 1990. Le réchauffement sera plus rapide dans  l’hémisphère nord, la hausse étant plus importante en hiver (décembre à février) et au printemps (mars à mai) (Hayhoe et al., 2007), et avec la concentration de C02 en hausse constante, on s’attend à un climat encore plus chaud vers la fin de ce siècle.
Au sud de la 60ème parallèle, au Canada, la température et la précipitation annuelles moyennes ont augmenté de 0.5°C à 1.5°C et de 5% à 35% respectivement de 1900 à 1998 (Zhang et al., 2000). Une augmentation des précipitations de 10 mm/décennie a été observée dans le nord-est des États-Unis au cours du XXe siècle (Hayhoe et al., 2007). Aussi, une augmentation de l’intensité des précipitations et de la fréquence des tempêtes, et plus de précipitations sous forme de pluie que de neige sont les changements drastiques actuellement observés (Huntingdon et al., 2009). D’ici 2100, l’augmentation de la température pendant la saison de croissance dans les forêts du sud du Québec, au Canada, frôlerait les 5°C et la hausse de 1 ‘évapotranspiration favoriserait la sècheresse avec 20-40% de réduction en eau dans le sol (Houle et al., 2012).

Climat

L’érable à sucre (ES) est restreint aux régions avec les climats frais et humides. Dans les régions du nord, en janvier, la température moyenne oscille à environ -18°C et les températures de juillet à environ 16°C (Burns et Honkala, 1990). Dans les régions méridionales de son aire de répartition , la température moyenne est d’environ 1 0°C en janvier et celles de juillet approche les 27°C. L’ES peut survivre à des températures entre -40°C au nord et 38°C dans le sud-ouest de sa répartition (Burns et Honkala, 1990).
Les précipitations moyennes varient d’environ 510 mm/an près de la limite ouest de l’aire de répartition à 2030 mm/an dans le sud des Appalaches. Une grande partie de la région du nord-est reçoit environ 1270 mm/an où d’importants volumes commerciaux de l’ES sont situés. En général, les précipitations durant la saison de croissance est bien réparti et les moyennes de 380 mm dans les régions de l’ouest et 1020 mm à l’est. Les chutes de neige dépassent fréquemment le 2540 mm dans la partie nord de son aire de répartition. Dans le vaste espace géographique couvert par l’ES, la saison de croissance varie de 80 à 260 jours (Burns et Honkala, 1990).

Le sol et la topographie

L’ES peut être retrouvé dans des sols sableux ainsi que des sols limoneux mais préfère un sol avec un bon mélange des deux (Godman et al., 1965). Il pousse sur des sols allant de fortement acides (pH 3,7) à légèrement alcalin (pH 7,3), mais il préfère les sols avec un pH de 5,5 à 7,3 (Godman et al., 1965). La litière de feuilles lourdes typiques de l’ES tend à modifier le pH et cause l’acidification du sol. Les feuilles contiennent environ 1,81 %de calcium, 0,24% de magnésium, 0,75 %de potassium, 0,11% de phosphore, 0,67% d’azote et 11,85% de cendres, en fonction du poids sec.
Le pH des feuilles varie de 4,0 à 4,9. La teneur en calcium dans les arbres demeure relativement uniforme dans les sols de pH variant entre 4.5 à 7.0 mais chute à mesure que le sol devient plus acide (Beals et Cope, 1965).

La germination et la croissance

Pour germer, les graines de 1 ‘ES nécessitent une stratification en milieu humide à des températures légèrement au-dessus du point de congélation pendant 35 à 90 jours. Si les conditions ne sont pas propices à la stratification, la germination n’aura pas lieu (Y awney et Clayton, 1968).
Suivant une bonne période de stratification, les graines de l’ES ont une très haute capacité de germination, avec des moyennes de 95% ou plus (Yawney et Clayton, 1968). La température optimale de germination est d’environ 1 °C, le plus bas de toutes les espèces fore  stières connues (Godman et Mattson, 1981). La germination décroît rapidement lorsque la température augmente, et peu ou aucune germination survient au-dessus de 1 0°C. Dans des conditions naturelles, les cotylédons sont déjà sortis et en croissance avant même que la neige soit disparue dans les régions du nord. Cette caractéristique unique de la germination à des températures basses est probablement responsable de l’abondance de la régénération d’érable à sucre dans la plupart des conditions de peuplement nordique. Une autre caractéristique majeure de la germination des graines d’érable à sucre est le développement vigoureux d’une forte radicule qui possède la force et la durée de pénétrer et de parvenir à la litière de feuilles lourd du sol minéral au cours de la période humide.
Les semis d’érable à sucre sont très tolérants à l’ombre et peuvent survivre pendant de longues périodes de suppression. Dans une étude de la hauteur des semis de 5 ans sous ombre dans le centre de l’Ontario, les semis les plus hauts ont été observés sous environ 65% d’ombre (35% d’ensoleillement), avec une moyenne d’environ 127 cm de haut (Logan, 1965). La hauteur des semis était supérieure à 102 cm sous 35% à 90% d’ensoleillement et diminuant dans les deux extrêmes – fort ensoleillement et sous plus de 65% d’ombre .. Une constatation importante dans cette étude était que l’arrosage supplémentaire était nécessaire pour la survie à plus de 55% de plein soleil. Le poids sec et le développement racinaire ont été peu affectés par le niveau de lumière. Une étude au V ermont sur différents niveaux d’ombre n’a montré aucune différence significative dans les plantules cultivées sous 0, 30, et 60% d’ombre mais une diminution marquée dans le développement sous 90% d’ombre a été observé (Y awney, 1976).
Le début de la croissance de l’ES est lent, en partie parce qu’elle se régénère fortement ombragés. Dans les peuplements naturels, les jeunes semis sont sensibles aux conditions d’humidité de surface car ils possèdent un système racinaire fibreux peu profond se trouvant entre la litière et l’interface du sol minéral typique des podzols.
Avec une augmentation graduelle de la lumière, les systèmes racinaires pénètrent plus profondément dans le sol minéral et la croissance en hauteur augmente.

Table des matières

CHAPITRE I :INTRODUCTION GÉNÉRALE 
1.1 Problématique
1.2 Revue de littérature
1.2.1 Climat
1.2.2 Le sol et la topographie
1.2.3 La germination et la croissance
1.3 Objectifs et hypothèses
CHAPITRE II:GERMINATION AND GROWTH OF SUGAR MAPLE (ACER SACCHARUM MARSH.) ABOVE ITS NORTHERN RANGE LIMIT IN WESTERN QUEBEC, CANADA 
2.1 Abstract
2.2 Résumé
2.3 Introduction
2.4 Materials and Methods
2.4.1 Study area
2.4.2 Study sites
2.4.3 Climate data
2.4.4 Experimental setup and data collection
2.4.5 Germination experiment
2.4.6 Transplantation experiment
2.4. 7 Statistical analyzes
2.5 Results
2.5.1 On-site temperature and humidity
2.5.2 Germination experiment
2.5.3 Growth and sturdiness
2.6 Discussion
2.7 Conclusion
CHAPITRE III :CONCLUSION GÉNÉRALE

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