Projet de recherche : Régénération et dynamique des populations marginales de cèdre (Thuja occidentalis L.) en forêt boréale québécoise
Dans la forêt boréale du Québec, la répartition du cèdre blanc (Thuja occidentalis L.) se caractérise par un gradient latitudinal de fragmentation du sud au nord. A la limite de son aire de répartition, au-delà du 49ème parallèle nord, seules des populations marginales demeurent. A ce niveau, les espèces sont plus vulnérables aux fluctuations de l'environnement et leur succès de régénération constitue un bon indicateur de ces variations. Leur capacité de réponse aux variations environnementales est déterminante pour le devenir de l'espèce en termes d'adaptation (maintien in situ), de migration, d'expansion ou d'extinction. Les populations marginales ont ainsi un rôle de « sentinelle » car c'est à leur niveau que se manifestent les premiers signes de changement. Aussi, elle représentent des refuges biologiques potentiels. D'une part, ce sont probablement des reliques de populations beaucoup plus vastes fragmentées au cours des derniers millénaire. D'autre part, elles sont susceptibles de s'étendre et d'être à l’origine de l’expansion de la forêt boréale mixte plus au nord.
L'objectif de l'étude est de caractériser la dynamique spatio-temporelle de régénération et le potentiel reproductif des populations marginales de cèdre, en relation avec les variables édaphiques et climatiques locales, afin d'évaluer leur capacité de colonisation.
Les résultats obtenus sont une clé pour la gestion durable des écosystèmes forestiers, notamment dans le cadre de l'aménagement écosystémique. Ils pourront être intégrés dans les pratiques d’aménagement durable respectant la sensibilité des populations en limite d'aire de répartition.
Isabelle Visnadi, Johann Housset, Cécile Leroy, Christopher Carcaillet, Hugo Asselin, Yves Bergeron. Limited recruitment of eastern white cedar (Thuja occidentalis L.) under black spruce canopy at its northern distribution limit. 2019. Ecoscience 26(2):123-132
DOI : 10.1080/11956860.2018.1529725
In the boreal forest of eastern North America, the distribution of eastern white cedar (Thuja occidentalis) is characterized by a latitudinal fragmentation gradient from south to north. Marginal populations could be outposts allowing cedar to expand its presence in the north in response to climate change. This study aimed to characterize the spatio-temporal regeneration dynamics of 20 marginal cedar stands in order to evaluate their expansion capacity into adjacent black spruce stands. Cedar recruitment within marginal cedar stands was mainly by layering, which allowed the species to maintain for a long time in the landscape. However, the rate of expansion of marginal stands into adjacent black spruce stands through seed dispersal was very low (0.28 m.year?1) and it was negatively influenced by distance to seed trees. Substrate had no significant effect. Global warming could lead to increased seed production by cedar, which could favour the species’ expansion at its northern distribution limit. However, global warming could also increase the frequency and severity of wildfires, which would have a negative effect on cedar expansion capacity.
Isabelle Visnadi. Régénération et dynamique des populations marginales de thuja occidentalis l. en forêt boréale. 2014. Mémoire de maîtrise en biologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. 120 p.
Dans la forêt boréale, la répartition du cèdre blanc (Thuja
occidentalis L.) se caractérise par un gradient latitudinal de fragmentation
du sud au nord. Les populations marginales situées au nord représentent
des refuges biologiques potentiels car elles sont susceptibles de s'étendre.
En limite d'aire de répartition, les espèces sont généralement plus
vulnérables aux fluctuations environnementales et leur capacité de
réponse est déterminante pour le devenir de l'espèce en termes
d'adaptation, d'expansion ou d'extinction.
L'objectif de cette étude est de caractériser la dynamique spatiotemporelle
de régénération de ces populations en relation avec les
variables édaphiques et climatiques locales, afin d'évaluer leur capacité
d'expansion. Des populations marginales ont été cartographiées dans la
pessière à mousses au niveau du 49ème parallèle nord. La structure
spatiale a été caractérisée en quantifiant la régénération à l'aide de
transects en bordure des populations. La distance aux arbres semenciers
et le type de substrat ont été considérés afin d'identifier les facteurs
limitant l'expansion locale. La structure d'âge a été déterminée en
prélevant et datant 967 cèdres de diamètre inférieur à 5 cm en bordure et
à l'intérieur des populations.
Au cours du dernier siècle, le bilan net du recrutement apparaît
constant et indépendant des conditions climatiques, indiquant une
stabilité du recrutement des cèdres. Les structures d'âge en bordure et à
l'intérieur des populations sont similaires, suggérant l'absence
d'expansion spatiale récente. Le patron spatial des populations est groupé
du fait d'une reproduction végétative continue par marcottage favorisant
le recrutement près des arbres producteurs, et d'années semencières
intermittentes. L'expansion du cèdre semble limitée par la distance de
dispersion des graines et de son mode de recrutement dominant par voie
végétative, et non par la disponibilité en substrat favorable à la
germination. Cette vulnérabilité de l'espèce en limite de son aire de
répartition devra être prise en compte dans les pratiques d'aménagement
durable.
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Isabelle Visnadi Régénération et dynamique spatio-temporelle des populations marginales de Thuja occidentalis L. en forêt boréale québécoise 15e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec. (2013-11-27)