Paramètres de la qualité du bois

ÉCHANTILLONAGE ET TRAITEMENT DES DONNÉES

Une caractérisation de chaque plantation a été effectuée comprenant : la pédologie, un relevé de végétation, la distance entre les arbres (compétiteurs). Ensuite, des mesures à l’échelle des individus ont été effectuées incluant deux volets : la croissance et la qualité.

Croissance et accroissement en volume 

Dans chaque plantation, la mesure de la hauteur des arbres a permis la sélection des arbres dominants, les cinq plus haut ont été retenus. Ces cinq tiges ont été abattues et coupées en rondelles selon un patron précis . La rondelle à la base ainsi que celle de 0.5 m, 1 m, 1.3 m, et ensuite à tous les mètres, ont été utilisées pour l’analyse de tige afin de mesurer la croissance radiale.

Paramètres de la qualité du bois

Écart vertical
Les écarts maximaux des tiges sont mesurés directement sur tous les arbres des sites grâce à la prise de photos. Une planche de référence est placée derrière l’arbre, à l’aide d’un niveau, de façon perpendiculaire au sol, aux quatre points cardinaux . Celle-ci permet la mesure des déviations (D) afin de chiffrer le déplacement maximum aussi appelé écart vertical. La planche de référence utilisée ayant deux mètres de hauteur, les écarts mesurés sont les écarts observés entre zéro et deux mètres. Les écarts maximaux seront ensuite classifiés en trois catégories de 0-9,99 cm, 10-19,99 cm et 20 cm et plus (Krause et Plourde 2008).

La longueur des trachéides
Pour chaque arbre récolté, les rondelles ayant servies à l’analyse de tige aux hauteurs 0,5 m 1,3 m et 2 m sont sélectionnées. Une bande de bois de 1,5 cm de large par 1,5 cm d’épaisseur, de la moelle à l’écorce, est prélevée sur celles-ci . Le rayon qui était prélevé sur la rondelle était toujours d’orientation est. Sur chacun des échantillons ainsi prélevés, la sélection et le marquage au crayon des cernes d’intérêts sont ensuite effectués. Il a été décidé de sélectionner une année sur quatre afin de respecter le délai consacré à cette analyse dans l’échéancier du projet. Les échantillons sont ensuite immergés dans l’eau bouillante pendant environ une vingtaine de minutes pour faciliter la coupe des cernes. Avec un binoculaire, il est donc possible d’extraire les échantillons des cernes marqués, en séparant le bois initial du bois final, afin de les déposer dans des éprouvettes numérotées . Ensuite l’étape de la macération permettra de commencer la séparation des trachéides. Les éprouvettes sont placées sur un réchaud à 90 °C après l’ajout dans chacune de 1,5 ml de peroxyde d’hydrogène et de 1,5 ml d’acide acétique glacial. Après environ 12 à 16 heures d’attente, il est possible de procéder à l’étape de la filtration (Franklin 1945). Celle-ci se fait à l’aide de filtres Whatman de 70 mm et d’un Erlenmeyer muni d’un tuyau à vacuum. Chaque échantillon est disposé sur un filtre et rincé à l’eau pendant au moins une minute trente secondes. Ensuite, les échantillons sont déposés pendant une minute trente dans un mélangeur de type Retsch MM200. Pour finir, ceux-ci sont placés dans des béchers remplis d’eau et analysés par le testeur de fibres de type L&W Fiber Tester (Karlsson 2006). Pour chaque échantillon, l’instrument mesure 5000 trachéides afin de déterminer la largeur et la longueur moyenne des trachéides du bois initial et final (Karlsson 2006). Une moyenne est ensuite faite par catégorie de bois (initial et final), par espèce et par année d’âge cambial.

DISCUSSION

LA CROISSANCE

La majorité des organismes vivants présente un patron de croissance sigmoïdal, c’est-à-dire une phase de croissance exponentielle précédée et suivie par des phases de croissance plus lente (Philip 1994). Les conifères de la forêt boréale n’y font pas exception. Il est donc normal d’observer dans la présente étude des patrons de croissance pour les deux espèces présentant une croissance lente au début, suivie d’une accélération de croissance . Il n’est toutefois pas possible d’observer un ralentissement de croissance avec l’âge, car les plantations étudiées sont encore trop jeunes. Comme le stipulait notre hypothèse de départ les croissances radiales, en hauteur et en volume des pins gris sont supérieures à celle des épinettes noires. Conformément à la littérature, les pins gris se comportent en espèce pionnière, en croissant rapidement afin d’occuper un maximum de territoire (Asselin et al. 2003). Semblables à la régénération naturelle suivant un feu de forêt, les parties aériennes des plantations de pins gris croissent très rapidement en hauteur et en diamètre dès les premières années (Asselin et al. 2003). Cette stratégie leur donne un avantage au niveau de la disponibilité de la lumière et se reflète dans leur croissance. Dans ce domaine, en régénération naturelle, l’épinette noire possède une stratégie différente. Cette espèce est considérée comme étant tolérante à l’ombre (Krause et Plourde 2009). Elle privilégie, dans les peuplements juvéniles en régénération naturelle, le développement racinaire à la croissance aérienne, phénomène qui est accentué quand l’épinette est dominée par des espèces à croissance rapide, comme le pin gris, ou certains feuillus (Gagnon et al. 2001). Les jeunes épinettes peuvent ainsi avoir une croissance retardée dans les stades précoces de leur développement et pousser vigoureusement une fois libérées (Paquin et Doucet 1992). En plantations, les résultats obtenus démontrent que la croissance en diamètre et en hauteur des épinettes augmente graduellement dès les premières années. Cette différence est en grande partie due à la faible densité des peuplements qui maximalise la disponibilité de la lumière pour les arbres (Viereck et Johnstons 1990). De plus, la compétition pour la lumière est minimisée dans les plantations monospécifiques appliquées à grande échelle, dans la forêt boréale du Québec.

Pour la croissance en hauteur annuelle, des valeurs autour de quarante centimètres par année chez le pin gris et trente-cinq chez l’épinette noire ont été mesurées à l’âge cambial de huit et seize ans respectivement. Très peu d’études présentent des taux de croissance en hauteur annuelle. Cependant, il est possible de comparer avec les données de Prégent et al. 2010, qui obtiennent avec l’épinette blanche entre 28 et 40 cm produits annuellement à l’âge de 17 ans. De plus, une étude de Krause et al. en 2009 affiche des taux sensiblement identiques avec 35 cm de croissance en hauteur pour des épinettes noires de 10 ans. Quelques études au Saguenay-Lac-Saint-Jean ont évalué la croissance en hauteur annuelle chez l’épinette noire régénérée naturellement à moins de 25 cm durant les 25 premières années suivant la germination (Bouchard 2003, Tremblay et al. 2011). La faible densité des plantations semble favoriser chez l’épinette noire une forte croissance en hauteur. Pour la croissance en volume, les pins gris produisent un volume sur pied moyen deux fois supérieur à l’épinette noire. Cette croissance en volume est le résultat de la croissance annuelle, en diamètre et en hauteur, ce qui explique les valeurs plus élevées chez les pins gris durant les vingt premières années. Zhang et al. en 2006 et Krause et al. en 2012 ont déjà présenté des résultats de croissance en volume supérieurs pour le pin gris . Pour l’épinette noire, les résultats obtenus dans la présente étude cadrent bien avec différentes études comme Prégent et Végiard (2000), Krause et al. (2009), Homagain et al. (2011) et celle de Krause et al. (2012) . La compilation des études qui évaluent le volume des espèces en plantation dans l’est du Canada révèle une grande variation attribuable principalement à la différence d’âge des arbres . Pour des plantations du même âge et d’une même espèce, les variations de croissance qui persistent pourraient être attribuées à la génétique des plants, le type de sol et le type de semis, mais plus encore à la densité des plantations, le scarifiage utilisé et la localisation des sites (Tong et Zhang 2005, Burgess et al. 2010, Rossi et al. 2011). En effet, les sites les plus au sud sont majoritairement plus productifs, car ils présentent des conditions climatiques favorables avec une période de végétation plus longue et possèdent des températures minimales et maximales diurnes et nocturnes plus élevées (Rossi et al. 2011). En outre, une constante peut être observée lors de la comparaison des différentes études. À des âges comparables, les peuplements de pins gris produisent plus de volume par hectare que les épinettes noires . Une relation positive est aussi observable entre l’accroissement en volume des épinettes noires et l’âge des plantations, et ce, malgré l’éloignement géographique des sites à l’étude. Le manque de données chez le pin gris ne permet pas d’en faire ressortir le même constat.

LA QUALITÉ 

Les écarts verticaux et le bois de compression
Les écarts verticaux des tiges, ou sinuosités, sont souvent observés en plantation, mais rarement dans les peuplements en régénération naturelle (Janas et Brand 1988, Krause et Plourde 2008). La charge de la neige et la force du vent ont été identifiées comme étant des causes potentielles (Del Rio et al. 2004). Des problèmes de développement du système racinaire, tel que l’absence de racine pivot peut induire ces écarts verticaux (Rune 2003, Plourde 2007, Krause et Plourde 2008). La droiture des tiges est pourtant un facteur essentiel à la rentabilité des plantations. Lors du sciage les tiges déformées entrainent des pertes non négligeables pour les compagnies forestières (Timell 1986, Plourde 2007).

De plus, des études établissent un lien entre la croissance en hauteur rapide et les déformations (Downes et Turvey 1990, Peltola et Kellomäki 1993, Spicer et al. 2000, Krause et Plourde 2008). Les espèces à croissance lente sont quant à elles moins affectées (Gartner et Johnson 2006). Conformément à notre hypothèse, la forte croissance radiale et en hauteur des pins gris de la présente étude a engendré plus de déformations. En effet, 20 % des tiges de pins gris ont des écarts verticaux de plus de 5 cm, contre 6,5 % pour les épinettes noires . Cependant, les tiges des deux espèces classées dans la catégorie d’écart de plus de 20 cm sont peu nombreuses. Une étude de Krause et Plourde en 2008, étudiant de la même façon les écarts verticaux de ces deux espèces, présentait des écarts plus élevés pour des plantations âgées entre 13 et 17 ans. Une étude dans des plantations suédoises de pin sylvestre en 2004, a démontré une diminution des écarts verticaux avec l’augmentation de l’âge des plantations (Warensjö et Rune 2004). Les deux espèces de la présente étude semblent aussi se redresser avec l’âge.

Chez le pin gris, des résultats surprenants ont été obtenus : plus les arbres sont hauts, moins ils présentent d’écarts verticaux. Il peut être avancé que la stabilité des tiges dominantes des pins gris est obtenue grâce à un plus haut taux de production cellulaire étant donné que la croissance radiale est positivement corrélée à la croissance en hauteur (Krause et al. 2013). De plus, une étude récente (Bouchard 2014), a démontré que les pins gris forment des racines en profondeur sous la souche, malgré l’avortement de la racine pivotante observé fréquemment dans des plus jeunes plantations (Sheedy 1997, Rune 2003, Krause et Ploude 2008). Il est possible d’émettre l’hypothèse que les pins gris avec une forte croissance en hauteur se stabilisent davantage, car ils forment des racines plongeantes. Les pins gris plus petits ont probablement moins d’énergie de disponible à investir dans leur stabilisation (Bouchard 2014). Le faible taux d’écart vertical observé chez l’épinette noire peut être associé à un meilleur ratio entre la biomasse racinaire versus la biomasse aérienne comparativement au pin gris (Krause et al. 2013).

Table des matières

1. INTRODUCTION
1.1 OBJECTIFS
1.2 HYPOTHÈSES
2. MÉTHODOLOGIE 
2.1 AIRE D’ÉTUDE ET CARACTÉRISTIQUES DES SITES
2.2 ÉCHANTILLONAGE ET TRAITEMENT DES DONNÉES
2.2.1 Croissance et accroissement en volume
2.2.2 Paramètres de la qualité du bois
2.2.2.1 Écart vertical
2.2.2.2 La longueur des trachéides
2.3 TRAITEMENT STATISTIQUE
3. RÉSULTATS
3.1 CROISSANCE
3.1.1 La croissance radiale
3.1.2 La croissance en hauteur
3.1.3 La croissance en volume
3.2 QUALITÉ DU BOIS
3.2.1 Écarts verticaux des tiges
3.2.3 Bois de compression
3.2.2 La longueur des trachéides
4. DISCUSSION 
4.1 LA CROISSANCE
4.2 LA QUALITÉ
4.2.1 Les écarts verticaux et le bois de compression
4.2.3 La longueur des trachéides
5. CONCLUSION

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