This study examines tree and stand response to a gradient of commercial thinning intensities and nitrogen fertilization (200 kg N ha?1) in nine jack pine (Pinus banksiana) stands of Eastern Canada over a period of 14 years. Thinning intensity ranged from 0% basal area removal in control plots to 64% in thinned plots. Tree diameter increment, absolute and relative volume increment and mean volume increased with thinning intensity and were higher in fertilized plots. Individual tree response depended on tree diameter, with smallest trees exhibiting highest relative volume increment to thinning intensity. Stand basal area increment was positively associated to initial stand basal area and negatively to stand age. In thinned and fertilized plots, stand volume increment was higher and natural mortality lower than in fertilized only and unfertilized control plots over the 5–14 year period after thinning. However, the positive effect of fertilization on tree volume increment decreased with thinning intensity. Despite positive individual tree growth responses to thinning and fertilization, residual stand volume increment decreased with increased thinning intensity in both fertilized and unfertilized plots. While total cumulative stand volume (harvested + residual) also decreased with thinning intensity in unfertilized plots, comparable total volumes were observed in fertilized + thinned and unthinned control plots. Nitrogen fertilization in the years following commercial thinning enhanced the benefit of thinning on these relatively poor sites by increasing tree diameter growth, lowering mortality, and increasing total stand merchantable volume compared to unfertilized thinned stands.

To simulate the effects of forest tent caterpillar (FTC) defoliation on trembling aspen growth and mortality, an artificial defoliation experiment was performed over three years in young aspen stands of northwestern Quebec. Defoliation plots of 15 × 15 m were established on three sites, together with associated control stands of pure trembling aspen. In 2007, root collar diameters were measured and positions of all trees were mapped prior defoliation. Severe FTC defoliation was simulated for three successive years (2007–2009) by manually removing all leaves from all but 7–10% of the trees present in the defoliation plots. Yearly surveys of growth and mortality were conducted until 2010 to evaluate defoliation effects on defoliated as well as surrounding undefoliated trees. In absence of other factors, growth and mortality of trembling aspen decreased and increased, respectively, after defoliation. Our study further revealed that small diameter trees died after one year of artificial defoliation, while larger-diameter trees died after repeated defoliations. Distributions of tree mortality tended to be aggregated at small scales (<5 m), corroborating gap patterns observed in mature stands following FTC outbreaks. This experiment revealed that trembling aspen mortality can be directly attributed solely to defoliation. Repeated defoliations during FTC outbreaks have the potential to profoundly modify stand productivity and structure by reducing tree growth and increasing tree mortality in the absence of predisposing factors.

Les épidémies de livrée des forêts (Malacosoma disstria Hbn.) sont une importante perturbation en forêt boréale feuillue et mixte dominées par le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx). Bien que l’importance et la récurrence des infestations aient conduit à une meilleure compréhension des cycles épidémiques et des dynamiques de défoliation, il y a peu de connaissances des impacts de cette perturbation sur la mortalité des arbres et la réponse des peuplements. Le principal objectif de cette thèse était de documenter les effets d’une épidémie de livrée des forêts sur la mortalité du peuplier faux-tremble et la dynamique de succession forestière de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest du Québec. La récente épidémie qui a affectée l’ouest du Québec entre 1999 et 2002 a permis de caractériser la vulnérabilité des peupliers observée à l’échelle d’une portion de paysage de 300 km2. La probabilité de mortalité augmentait avec le nombre d’années de défoliation (passant de 5 à 35% entre 0 et 3 années de défoliation modérées et sévères) et elle était plus importante dans les peuplements feuillus et mixtes dominés par les peupliers dont l’âge cartographique était de 50 ans. L’échantillonnage de 20 peuplements feuillus et 12 peuplements mixtes à dominance feuillue sélectionnés le long d’un gradient d’intensité de défoliation a montré une augmentation du taux d’ouverture du couvert forestier, de la taille moyenne des trouées et de la proportion des trouées de grandes tailles avec l’intensité de la défoliation. La formation de trouées a modifié les conditions de lumière en sous couvert, favorisant le drageonnement du peuplier faux-tremble dans les peuplements feuillus et le recrutement et la croissance du sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) dans les peuplements mixtes. Du point de vue de la succession forestière, les épidémies de forte intensité tendent à favoriser le renouvellement du couvert dans les peuplements feuillus alors qu’elles tendent à accélérer la conversion du couvert des peuplements mixtes vers des stades à dominance résineuse. Les patrons de mortalité suggèrent que la formation de trouées créent des structures inéquiennes à l’échelle du peuplement et que la variabilité dans l’intensité des épidémies de livrée des forêts créent une large gamme de peuplements de structure équienne à inéquienne à l’échelle du paysage. Finalement, une expérimentation de défoliation artificielle réalisée dans de jeunes peuplements de peuplier faux-tremble a permis de tester l’effet d’une défoliation simulée sur la mortalité des arbres. Les patrons observés après défoliation artificielle ont confirmé certains patrons observés en peuplements naturels après épidémie, tels que l’augmentation du taux de mortalité et du diamètre des arbres morts avec le nombre d’années de défoliation, ou encore l’agrégation spatiale des arbres morts à l’origine de la formation des trouées. Cette expérimentation suggère qu’une défoliation sévère répétée plusieurs années pendant une épidémie pourrait expliquer une importante part de la mortalité des arbres. Cette thèse apporte des connaissances fondamentales sur les effets des épidémies de livrée des forêts en forêt boréale mixte de l'est du Canada. Les informations qu’elle présente devraient permettre de mieux prédire les impacts des épidémies de livrée des forêts et devraient contribuer à améliorer les modalités d’aménagement écosystémique qui visent à s’inspirer de ce type de perturbation.

En forêt boréale mixte dominée par le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides), les épidémies de livrée des forêts (Malacosoma disstria, LDF) sont des évènements récurrents dont les effets sur la dynamique des peuplements ont été peu documentés. Afin de décrire et de caractériser les effets d'une telle perturbation, nous avons évalué l'ouverture du couvert, la taille des trouées et la régénération dans 12 peuplements dominés par le peuplier faux-tremble ayant subi différents niveaux de défoliation (en termes de sévérité et de durée) durant la dernière épidémie survenue dans le nord-ouest du Québec (1999-2002). Les résultats de cette étude ont montré une augmentation significative de l'ouverture du couvert et de la taille des trouées avec l'intensité de la défoliation. La régénération en sapin baumier (Abies balsamea) a bénéficié des changements à la structure des peuplements entraînés par la LDF alors que ça n'a pas été le cas pour le peuplier. La trajectoire successionnelle des peuplements mixtes défoliés une seule année ne semblait pas être affectée tandis que plusieurs années de défoliation entraînaient vraisemblablement une conversion plus rapide d'un couvert mixte à dominance feuillue vers un couvert mixte à dominance résineuse. En créant une variété de trouées, les épidémies de LDF modifient la structure des peuplements d'une façon qui diffère de la succession vers une dominance par les conifères contrôlée par l'exclusion de tiges individuelles.

Les épidémies de Livrée des forêts (LDF; Malacosoma disstria Hübner) constituent une importante perturbation naturelle dans les peuplements dominés par les feuillus. Cependant leurs effets sur la dynamique des trouées ne sont pas bien compris. Afin de décrire les effets de ces épidémies sur les trouées et les patrons de recrutement, nous avons étudié 20 peuplements dominés par le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) ayant subi entre 0 et 3 années de défoliation sévère lors de la dernière épidémie survenue dans la ceinture d’argile du nord-ouest du Québec de 1998 à 2003. Les résultats montrent que le taux d’ouverture du couvert a plus que triplé (12,3–43,7 %) en passant de 0 à 3 années de défoliation et que la surface moyenne des trouées a augmenté d’un facteur 12 (7,2–87,5 m2). Les patrons de régénération indiquent que le recrutement de peuplier faux-tremble ne devrait pas être pour complètement refermer le couvert des peuplements sévèrement défoliés pendant 0, 1 et 2 années, alors qu’il devrait l’être suffisant dans les peuplements défoliés 3 ans où les grandes trouées permettent l’établissement du peuplier faux-tremble. Nos résultats montrent clairement que les épidémies de LDF représentent un facteur important dans la formation de trouées dans les peuplements de peuplier faux-tremble. Les trouées créent des structures inéquiennes à l’échelle du peuplement et la durée de la défoliation par la LDF crée une large gamme de peuplements de structure équienne à inéquienne à l’échelle du paysage.