1. A better understanding of how disturbance impacts tree diversity at different scales is essential for our ability to conserve and manage forest ecosystems in the context of global changes. Here we test the impacts of land use?related disturbances on tree diversity since the 19th century across a broad region (>150,000 km2) of northern temperate forests in eastern Canada.
2. We used a large and unique dataset of early land surveys conducted during the 19th century (>130,000 species lists), along with modern forest inventories (>80,000 plots), to analyse long?term changes in taxonomic and functional tree diversity at several scales (grid cell resolutions ranging from 12.5 to 1,600 km2; we refer to one grid cell as a ‘landscape’).
3. Our results show that land use?related disturbances have led simultaneously to (a) increased diversity within landscapes and a (b) homogenization at the regional scale (i.e. decreased composition dissimilarity among landscapes). These trends were found for both taxonomic diversity and functional diversity, with temporal changes more pronounced for taxonomic than functional diversity. We also found an increase over time in the strength of correlations between environmental variables and diversity both within and among landscapes.
4. Synthesis. Our results support the idea that human?induced impacts on biodiversity are strongly scale?dependent and not necessarily associated with biodiversity loss. This highlights possible ways that human?driven changes in tree diversity might impact forest resistance and resilience to future global changes.

Predicting future ecosystem dynamics depends critically on an improved understanding of how disturbances and climate change have driven long-term ecological changes in the past. Here we assembled a dataset of >100,000 tree species lists from the 19th century across a broad region (>130,000km2) in temperate eastern Canada, as well as recent forest inventories, to test the effects of changes in anthropogenic disturbance, temperature and moisture on forest dynamics. We evaluate changes in forest composition using four indices quantifying the affinities of co-occurring tree species with temperature, drought, light and disturbance. Land-use driven shifts favouring more disturbance-adapted tree species are far stronger than any effects ascribable to climate change, although the responses of species to disturbance are correlated with their expected responses to climate change. As such, anthropogenic and natural disturbances are expected to have large direct effects on forests and also indirect effects via altered responses to future climate change.

Cette étude a été conçue, comme d’autres projets de recherche au sein du Groupe de Recherche en Écologie Forestière interuniversitaire (GREFi) et de la Chaire industrielle en Aménagement Forestier Durable (Chaire AFD), avec l’intention de développer éventuellement des méthodes d’aménagement forestier écosystémique, c’est-à-dire un aménagement qui se base sur et cherche à imiter jusqu’à un certain point les caractéristiques du régime des perturbations naturelles de la forêt. Notre projet constitue une évaluation préliminaire des caractéristiques et des conséquences des perturbations par petites trouées dans la canopée, dans plusieurs types de forêts en Gaspésie. Les connaissances sur les perturbations secondaires dans la forêt boréale ne sont pas très développées, encore moins en Gaspésie où il se fait relativement peu de recherche sur la forêt. Malgré les grands espaces de la péninsule habités par l’homme, l’impact de l’exploitation industrielle de la forêt est considérable, et il est impératif d’étudier les vestiges de forêts encore plus ou moins intactes pour pouvoir encore concevoir une gestion proche de la nature.

L’auteur de ces lignes a proposé et réalisé les études décrites dans ce mémoire, avec l’assistance de son directeur Dr. Daniel Kneeshaw et co-directeur Dr. Yves Bergeron. Le présent document est composé de trois chapitres, chacun écrit en anglais et sous forme d’article à soumettre pour publication dans une revue scientifique. L’introduction et la conclusion générales, ainsi que le résumé, sont en français. Un abrégé des hypothèses émises et des résultats obtenus est placé au début de chacun des trois chapitres. Les textes de chaque volet sont par ailleurs structurés pareillement, comprenant les sections Introduction et objectifs d’étude, Aire d’Étude, Méthodes, Résultats, et Discussion. Six appendices présentent des informations supplémentaires sur la méthodologie, ou bien mettent en lumière certains aspects du régime limitrophes aux sujets spécifiquement mentionnés mais qui sont tout de même importants à considérer. © 2005 UQAM tous droits réservés.

Canopy gaps play an important role in the dynamics of old-growth forests, although it is not well known how gap dynamics differ among regions. To further our understanding of natural gap dynamics in mixedwood forests, this study compares mixed stands located in eastern (Gaspésie region) and western (Témiscamingue region) Quebec. We tested whether the gap fraction in mixedwood stands was similar in these two regions. Data from field transects were used to characterize current canopy gaps, and aerial photos were used to contrast gap characteristics before and after the most recent spruce budworm (Choristoneura fumiferana Clem.) outbreak, which occurred from 1973 to 1991 in Gaspésie and from 1972 to 1984 in Témiscamingue. The current gap fraction was found to differ between the two regions: it varied from 2% to 48% with an average of 25.6% for the Gaspésie region and from 24% to 52% with an average of 36.6% for the Témiscamingue region. While the last spruce budworm outbreak coincided with a significant increase in canopy openings in the Témiscamingue region (p = 0.047), no such effect was observed in Gaspésie. These results suggest that the temporal pattern of small-scale disturbances can vary among regions, even when similar forest types are compared.

On sait que les trouées de canopée sont importantes pour la dynamique des peuplements de fin de succession, mais nous disposons de peu d'informations sur la variabilité inter-régionale. Dans le but d'améliorer nos connaissances sur la création des trouées en forêt mixte, cette étude compare des peuplements mélangés de l'est (Gaspésie) et l'ouest (Témiscamingue) du Québec. Nous avons vérifié si le pourcentage d'ouverture de la forêt, pour un même type de forêt, est similaire dans ces deux régions. Des données provenant de transects établis sur le terrain on permis de caractériser les ouvertures actuelles, et des photographies aériennes ont été utilisées pour comparer la proportion de trouées avant et après la dernière épidémie de tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana Clem.), qui a eu lieu entre 1973 et 1991 en Gaspésie et de 1972 à 1984 au Témiscamingue. Les résultats obtenus indiquent que le degré d'ouverture de la canopée diffère entre les deux régions : en Gaspésie, le pourcentage d'ouverture de la forêt varie de 2 à 48 % avec une moyenne de 25,6 % alors qu'au Témiscamingue il varie de 24 à 52 % avec une moyenne de 36,6 %. Alors que la dernière épidémie de tordeuse des bourgeons de l'épinette a coïncidé avec une augmentation significative des ouvertures de canopée dans le Témiscamingue (p = 0,047), un tel effet n'a pas été observé en Gaspésie. Ces résultats suggèrent que le taux de création de petites ouvertures peut varier entre les régions, même lorsque des types forestiers similaires sont comparés. ©2005 NRC Canada