Peuplements originaux et effets de la coupe sur la strate arborescente

Peuplements originaux et effets de la coupe sur la strate arborescente

RÉSUMÉ

  La présente étude a été réalisée dans le cadre du projet SAFE (Sylviculture et aménagement forestier écosystémique), dont l’objectif est de tester différents traitements sylvicoles s’inspirant de la dynamique naturelle des peuplements dans un contexte d’aménagement écosystémique. Les deux volets du présent mémoire touchent la régénération naturelle, un processus clé de l’aménagement forestier durable et visent les processus fins impliqués dans l’établissement et la croissance de la régénération forestière.Dans un premier chapitre, la réponse en termes de croissance et de densité de la régénération du sapin baumier (Abies balsamea) et du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) à quatre traitements de coupe a été évaluée ainsi que l’impact relatif des compétitions intra- et inter- spécifiques sur la croissance des deux essences. Les quatre traitements étaient : coupe partielle dispersée, coupe partielle par trouées, coupe totale et témoin non coupé. Des inventaires de la régénération ont été effectués un, deux, cinq et huit ans après coupe. Nous avons aussi caractérisé la croissance en diamètre en hauteur des gaules des deux essences pour la période immédiatement avant coupe et les années subséquentes. Dans la moitié des placettes échantillonnées, un sapin situé au milieu de la placette a servi d’arbre d’étude et dans l’autre moitié un peuplier a servi d’arbre d’étude. Un échantillon de coupe transversale à la base du tronc de 1’arbre d’étude a été cueilli afin de déterminer 1’âge et de mesurer la croissance radiale au collet.

  Nos résultats confirment que la densité du tremble augmente avec le degré d’ouverture du couvert, mais diminue avec le temps depuis la coupe, tandis que la densité du sapin continue à augmenter (recrutement) dans tous les traitements. La croissance du sapin répond bien à 1’ouverture du couvert. Ces résultats démontrent la possibilité d’influencer la composition des peuplements futurs à l’aide des pratiques sylvicoles adaptées.Dans un deuxième chapitre, nous avons profité d’une année semencière en 2006 pour comparer l’établissement et la survie des semis d’arbres sur les débris ligneux grossiers (DLG) et sur la couverture morte issue de litière fine. La densité et la survie des semis de l’année suivant la pluie de graine ont été évaluées dans le cadre d’un échantillonnage où chaque bille était appariée à une superficie équivalente sur le sol adjacent à la bille. Un dénombrement des semis plus âgés a aussi été réalisé sur les billes. L’essence, le stade de décomposition, la dureté et la densité du bois, la capacité de rétention d’eau et le ratio C/N des billes ont été caractérisés. Le recouvrement d’herbacées, le recouvrement et 1’épaisseur des feuilles et des mousses,ont été mesurées sur les billes et au sol. Il en ressort que la probabilité qu’un semis s’établisse augmente avec 1’humidité du bois et diminue avec la dureté de la surface des billes. La survie des semis diminue au cours de l’année suivant leur établissement dans des peuplements ayant une surface terrière en feuillus plus élevée. Les résultats montrent que les essences produisant de petites semences, soit le bouleau blanc et les épinettes noire et blanche s’établissent préférentiellement sur le bois mort, tandis que le sapin, une espèce qui produit des semences plus grosses, s’établit davantage au sol.Les peuplements surannés de sapin et bouleau blanc offrent de bonnes conditions pour l’établissement de la régénération sur les débris ligneux.

Dispositif expérimental

  Le dispositif expérimental est constitué de trois blocs. Dans chacun des blocs, les quatre traitements (témoin, coupe partielle dispersée, coupe partielle par troués et coupe totale) ont été attribués aléatoirement avant la coupe à des parcelles expérimentales (PEX) de 2 à 3,5 ha. Les coupes ont été réalisées à l’hiver 2000-2001. Le sol étant recouvert de neige, le sol et la régénération basse furent du moins partiellement protégés lors des opérations de récolte. Le prélèvement dans les deux traitements de coupe partielle était de l’ordre de 40% de la surface terrière originale (tableau 2.1). Les sentiers dans toutes les coupes partielles étaient orientés est-ouest et d’une largeur d’environ 6 m. Dans la coupe partielle dispersée, tous les arbres ont été récoltés à l’intérieur de sentiers alors qu’un arbre sur trois était coupé dans les bandes d’environ 5 rn situées de part et d’autre des sentiers. Dans la coupe par touées, ces dernières ont été créées en étendant le prélèvement total à environ 8 rn de part et d’autre des sentiers sur une longueur de 20 rn avant de revenir à une ouverture de 6 m. La distance entre deux trouées le long d’un même sentier était de 20 rn, Pour ces deux traitements, une bande de 5 à 6 rn non coupée a été laissée entre chaque bande récoltée. La coupe totale a été réalisée avec protection de la régénération et des sols. Les sentiers de débardage étaient larges d’environ 6 rn avec une distance de plus ou moins 15 rn entre les sentiers (P. Duval, comm. pers.).

Inventaires de la strate arborescente et de la régénération

  Dans chacune des unités expérimentales, cinq placettes-échantillon permanentes (PEP)circulaires de 400m2 ont été mises en place avant la coupe sans tenir compte de l’emplacement des sentiers et des trouées (figure 2.1). À l’intérieure de celles-ci, tous les arbres et arbustes dont le diamètre à hauteur de poitrine (DHP, 1,3m) était supérieur à 5 cm ont été numérotés, identifiés à l’espèce et leur DHP mesuré. La même procédure a été reprise à l’intérieure d’une sous-placette (100m2), formant un quadrant de la PEP, pour les arbres et arbustes dont le DHP est compris entre 2 et 5 cm. Cet inventaire a été effectué avant coupe (2000), immédiatement après coupe (2001), en 2005 et en 2008. Le suivi de la régénération < 2 cm DHP a été effectué par essence et classe de hauteur à l’intérieur de huit quadrats circulaires de 2m2 disposés systématiquement à l’intérieur de chaque PEP. Cet inventaire a été effectué avant traitement (2000), et a été repris 1, 2, 5 et 8 ans après la coupe.

Compétitions infra et interspécifiques et mesures de croissance

  Afin de décrire les relations fines entre la compétition intraspécifique et interspécifique et la croissance des gaules, des placettes d’échantillonnage circulaires de 50m2 (rayon de 3,99 rn) ont été échantillonnées en 2007 au pourtour des placettes de 400m2 . Cette dimension de parcelle est considérée optimale pour décrire les relations de compétition des arbres au stade de gaulis (Filipescu et Comeau 2007a). À l’extrémité des rayons nord et est de chaque PEP de 400 m2 décrite précédemment, le sapin le plus près ayant de 2 à 5 centimètres de DHP a été choisi comme arbre-étude et pour former le centre de la placette d’échantillonnage de 50 m2 . Au sud et à l’ouest, la procédure a été reprise avec un peuplier. À l’intérieure du rayon de 3,99 rn autour des arbres-études, tous les arbres de 2 à 10 cm de DHP ont été dénombrés par essence (figure 2.2). Par la suite, la placette a été divisée en quatre quadrants selon les axes nord-sud et est-ouest. Dans chacune des pointes ainsi formées, nous avons choisi la gaule (2 à 10 cm DHP) la plus proche de l’arbre-étude. L’espèce a été notée et la hauteur, le DHP et sa distance de l’arbre-étude ont été mesurés (figure 2.3). Finalement, l’arbre-étude a été coupé à la base et mesuré précisément (hauteur et  DHP).Dans le cas des sapins, la croissance annuelle en hauteur ainsi que la croissance annuelle d’une des branches (croissance latérale) ont été mesurées pour les années 1998 à 2006 soit deux (2) ans avant les traitements et six (6) ans après. Nous avons prélevé un disque à la base de chaque arbre. Au laboratoire, les disques ont été sablés, le nombre de cernes compté et la largeur des huit (8) derniers cernes mesurée le long de deux (2) rayons représentatifs à l’aide d’un velmex (Bloomfield, NY,  USA). Nous avons ainsi obtenu l’âge des arbres-étude ainsi que leur croissance radiale annuelle de 1998 à 2006.

Table des matières

Table des matières
Liste desfigures
Liste des Tableaux
Résumé
1 Introduction générale
2 Chapitre 1 Régénération naturelle en sapin et tremble : Conséquences des pratiques sylvicoles adaptées enforêt boréale mixte
2.1 Résumé
2.2 Introduction
2.3 Objectifs 
2.4 Hypothèses
2.5 Méthodologie 
2.5.1 Site d’étude
2.5.2 Dispositif expérimental
2.5.3 Inventaires de la strate arborescente et de la régénération
2.5.4 Compétitions intra et interspécifiques et mesures de croissanc
2.5.5 Indices de compétition
2.5.6 Ratio d’étalement.
2.5.7 Indice de défilement.
2.5.8 Analyses statistiques
2.6 Résultats
2.6.1Peuplements originaux et effets de la coupe sur la strate arborescente
2.6.2Évolution de la régénération en sapin en fonction des traitements et du temps
2.6.3Évolution de la régénération en tremble en fonction des traitements et du temps
2.6.4Évolution des densités relatives de la régénération en fonction des traitements etn du temps
2.6.5 Croissance de la régénération en sapin en fonction des traitements et du temps
2.6.6 Croissance de la régénération en tremble en fonction des traitements et du temps 
2.6.7 Effet de la compétition sur la croissance de la régénération en sapin et en tremble
2.7 Discussion.
2.8 Conclusion et implications sylvicoles
3 Chapitre 2 établissement et survie initin.le de la régénération naturelle: rôle des débris ligneux au sol
3.1 Résumé
3.2 Introduction
3.3 Objectifs
3.4 Hypothèses
3.5 Méthodologie 
3.5.1 Peuplements
3.5.2 Caractéristiques sommaires des peuplements
3.5.3 Plan d’échantillonnage .
3.5.4Analyses de laboratoire
3.5.5Analyses statistiques
3.6 Résultats
3.6.1 Caractéristiques des peuplements
3.6.2Caractéristiques des billes
3.6.3Caractéristiques des billes qui expliquent la présence de semis
3.6.4Différences sol – bille
3.7 Discussion
3.7.1 Caractéristiques des débris ligneux grossiers favorisant 1’établissement et la survie des semis
3.7.2L’établissement des semis
3.7.3La survie des semis
3.7.4Facteurs expliquant la présence de semis au sol
3.7.5Différences sol-bille
3.7.6Conclusion et implications sylvicoles
4 Conclusion générale
5 Bibliographie

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