Les perturbations sont des agents importants dans les écosystèmes forestiers. Elles façonnent la composition et maintiennent la biodiversité. Les incendies de forêt sont l'une des perturbations naturelles les plus importantes dans les forêts boréales et hémiboréales, le climat ayant été leur principal moteur tout au long de l'Holocène. L'influence croissante de l'homme a modifié les régimes de perturbation et la composition de la végétation dans ces forêts au cours des derniers siècles. Cette thèse a permis de distinguer les contributions relatives de la variabilité climatique et des activités humaines aux changements historiques des régimes d'incendie et de la végétation dans deux sections de la zone boréale.

Dans l'est de l'Amérique du Nord, j'ai réalisé une synthèse de données sur l'historique des incendies dans les forêts de pins rouges (Pinus resinosa Ait.) et j'ai modélisé la dynamique de la végétation sous l'influence du climat, des incendies et de la récolte forestière. Dans cette région, où les changements historiques du régime des incendies ont été principalement attribués aux activités humaines, j'ai pu isoler le signal climatique expliquant l'historique des incendies pour la période 1700-1900. J'ai étudié la relation entre les années de forte activité du feu (HFAY) et la variabilité des indices climatiques à grande échelle. Les résultats ont montré que les années de forte activité du feu étaient associées aux états positifs de la configuration de l'Atlantique Pacifique Nord et de l'oscillation australe El Niño, qui à leur tour étaient liés à des conditions climatiques propices aux incendies (anomalies positives de la pression et de la température de la troposphère moyenne) dans la région. J'ai également examiné les effets individuels du changement climatique, des modifications du régime des incendies et de l'exploitation du bois en tant que facteurs d'évolution de la végétation forestière régionale entre 1830 et 2020. J'ai simulé la composition de la forêt et les perturbations dans le cadre de différents scénarios et j'ai déterminé que l'exploitation du bois avait le plus grand impact sur les changements dans la composition de la végétation, et que lorsque l'on contrôle l'exploitation du bois, l'écosystème était capable de maintenir sa résilience et sa composition forestière d'avant la colonisation.

En Suède, j'ai élaboré la première synthèse nationale de l'histoire des incendies afin de distinguer les effets de la variabilité climatique et de l'utilisation humaine des forêts sur la fréquence des incendies depuis la fin des années 1550. J'ai analysé les patrons spatio-temporels de la suppression des incendies et les effets individuels de la densité de la population humaine et des précipitations estivales sur l'activité des incendies. J'ai constaté que le sud de la Suède avait connu une extinction des incendies plus précoce que le nord, et que la densité de population et les précipitations estivales avaient toutes deux une influence significative sur l'activité des incendies. Dans l'ensemble, mon étude a démontré que même si les activités humaines sont devenues les principaux moteurs de l'activité des incendies au cours des derniers siècles dans les forêts de l'est de l'Amérique du Nord et de la Suède, le signal climatique est resté un moteur important de l'activité des incendies. Toutefois, ce sont les pratiques humaines, en particulier l'exploitation du bois, qui ont le plus contribué à modifier la composition de la végétation dans les forêts de l'est de l'Amérique du Nord.

Windthrow is a natural disturbance affecting forest dynamics, characterized by tree uprooting or stem breakage when wind forces surpass tree anchorage strength or stem resistance. Windthrow mortality has been related to several ecological biotic and abiotic factors. However, the influence of natural root grafting on windthrow mortality remains unknown. This research evaluated the influence of root grafting on windthrow mortality by excavating root systems of jack pine (Pinus banksiana) in four windthrow-affected riparian buffers and analyzing root grafts using a dendrochronological approach. Our results revealed that natural root grafting decreased the uprooting likelihood but increased the propensity for stem breakage. In addition, root grafting occurred more frequently in trees closer to one another. These results suggest that root grafting influences the windthrow mortality type, with tree proximity being a good predictor for root grafting. This study provides valuable insights into windthrow dynamics, particularly relevant for managing windthrow mortality following partial harvesting and riparian buffers, conserving soil, and mitigating the impacts of windthrow events in the face of climate change.