Résumé - CAFD


Une approche écosystémique pour le maintien de la biodiversité végétale des tremblaies de la forêt boréale mixte.

Sybille Haeussler.

Le projet SAFE (Sylviculture et Aménagement Forestier Écosystémiques) réalisé en 1998 dans la Forêt d’Enseignement et de Recherche du lac Duparquet avait comme objectif de tester une approche de sylviculture écosystémique. Cette approche utilise une combinaison de coupes partielles, de coupes totales et du brûlage dirigé afin de permettre aux peuplements de passer périodiquement par trois stades successionnels, soient feuillu, mixte et résineux. Mon projet de recherche évalue l’hypothèse que cette approche sylvicole, fondée sur la dynamique naturelle des forêts boréales mixtes, permet de mieux conserver la biodiversité végétale des peuplements de peupliers faux-trembles (Populus tremuloides) du premier stade successionnel qu’une sylviculture conventionnelle.

Une revue de la littérature et de nos précédentes recherches a permis d’identifier une liste de bioindicateurs généraux et spécifiques pour un suivi de la biodiversité des communautés végétales dans les tremblaies, ainsi que trois principaux impacts négatifs potentiels à cette biodiversité, soient: (1) une perte des espèces pyrophiles qui s’établissent immédiatement après feu, accompagnée d’une augmentation des herbacées non-indigènes; (2) une perte de la structure et de la composition associées aux tremblaies âgées telles qu’une abondance en gros débris ligneux, des trouées naturelles et une diversité des plantes invasculaires; (3) une homogénéisation de la stratification verticale et horizontale et de la composition végétale à plusieurs échelles spatiales. Ainsi, trois études de terrain ont été mises à exécution afin de déterminer la validité de ces impacts négatifs et la capacité à court terme des traitements sylvicoles du projet SAFE à maintenir la biodiversité des plantes.

Premièrement, nous avons effectué une étude de terrain rétrospective afin de comparer la composition, la structure et la diversité des communautés végétales trois ans après feu et après coupe totale dans des tremblaies mésiques de la région de Timmins, Ontario. L’analyse de correspondances a permis de distinguer les stations brûlées des stations coupées. Les feux étaient caractérisés par une plus grande abondance de rejets de trembles, de Diervilla lonicera et d’herbacées et de mousses pionnières issues de la banque de graines et de spores présente dans le sol. À l’opposé, davantage d’arbustes, de plantes herbacées, de bryophytes et de lichens résiduels caractérisaient les communautés après coupe. La richesse en espèces était plus élevée dans les coupes que dans les feux à toutes les échelles spatiales, tandis que la diversité structurale et la diversité bêta variaient selon l’échelle spatiale observée. La surface terrière des arbres vivants (feux: 1,7 m2/ha, coupes: 1,8 m2/ha; p = 0,59) et la structure du sous-bois étaient semblables peu importe le type de perturbation. Généralement, les différences entre la coupe et le feu étaient plus prononcées aux échelles du paysage et de la région.

Ensuite, cinq traitements expérimentaux de la première phase du projet SAFE ont été échantillonnés, soient: (1) un témoin (non-coupé); (2) une coupe partielle de 1/3 de la surface terrière des tiges; (3) une coupe partielle de 2/3 de la surface terrière; (4) une coupe totale; et (5) une coupe totale suivie par un brûlage dirigé. La richesse en espèces vasculaires a augmenté du témoin jusqu’aux traitements doublement perturbés (coupe + feu), tandis que la richesse en espèces invasculaires et la richesse totale ont diminuées. Des régressions linéaires pas à pas ont servi à développer des modèles prédictifs de la richesse et de l’abondance de 10 groupes fonctionnels de plantes (6 vasculaires, 4 invasculaires), trois ans après traitement. Les modèles traitant la perturbation sylvicole comme un gradient univarié de sévérité ont montré des valeurs de R2 de < 0,03 à 0,86 tandis que les régressions basées sur une division des perturbations en 4 classes discrètes (le degré d’ouverture de la couvert forestier; le degré de perturbation du sol; la fréquence de la perturbation; et la présence ou l’absence de trace de feu) ont montré des valeurs de 0,16 < R2 < 0,91. Cette approche, basée sur une classification des groupes fonctionnels et une connaissance mécaniste de la réponse des groupes aux perturbations a le potentiel de produire des prédictions robustes pour divers écosystèmes boréaux et diverses perturbations humaines et naturelles.

Une troisième étude de terrain visait à tester l’hypothèse selon laquelle les coupes partielles réalisées dans les tremblaies matures de SAFE sont capables d’accélérer à court terme le développement des attributs uniques des tremblaies âgées. Les communautés végétales ainsi que quelques bioindicateurs de la richesse des espèces invasculaires ont été comparés dans quatre types de peuplements, soient: (1) âgé, non-coupé; (2) mature, non-coupé; (3) mature, coupe partielle de 1/3; (4) mature, coupe partielle de 2/3. Les tremblaies âgées étaient caractérisées par un pourcentage plus important de trouées que les tremblaies matures (42 % vs. 16 %). Les peuplements âgés étaient plus diversifiés pour les espèces invasculaires et la structure verticale, mais aucune différence significative n’a été détectée pour les plantes vasculaires et la structure horizontale. La diversité spécifique était positivement corrélée avec l’abondance des arbres résineux vivants et morts. Trois ans après la coupe, il y a peu d’évidence qu’une coupe partielle uniforme accélère le développement des attributs importants des tremblaies âgées. Bien qu’une coupe partielle uniforme maintienne la plupart des propriétés des peuplements matures, les espèces dominantes et généralistes sont favorisées au détriment des espèces les plus sensibles et une réduction de la diversité structurale et spécifique est notée.

Globalement, les traitements sylvicoles écosystémiques du projet SAFE ont mieux recréé la plage de variabilité de la structure, de la composition et de la diversité des tremblaies naturellement perturbées qu’une sylviculture conventionnelle par coupes totales. Ils ont aussi permis de contrecarrer certains problèmes associés aux pratiques industrielles actuelles. Par conséquent, nous concluons qu’ils devraient mieux contribuer au maintien de la biodiversité végétale. Il y a cependant certaines limitations qui ne permettent pas à ce système de sylviculture expérimentale de vraiment mimer la dynamique naturelle de cet écosystème. La coupe partielle par trouées, un programme proactif de rétention des gros arbres vivants et morts accompagné d’un suivi périodique des lichens, des hépatiques et des mycotrophes, ainsi que plus d’expérimentation des scénarios de brûlage dirigé sont recommandés. © 2004 UQAM tous droits réservés.