Projet de recherche : Managing understory light in order to maintain the coexistence of forest tree species with different shade tolerance

Tout comme la gestion des autres ressources environnementales, la gestion des forêts a été remise en question et de nouvelles pratiques, dites plus durables et plus proches de la nature, ont été recherchées. Ces dernières minimisent les interventions humaines et préfèrent utiliser les processus naturels. Bien souvent, cela se traduit par le maintien de forêts irrégulières et mélangées avec un couvert continu et en utilisant la régénération naturelle. L’une des principales difficultés est alors de pouvoir maintenir un mélange d’espèces sciaphiles et semi-héliophiles, c’est-à-dire des espèces avec différents niveaux de tolérance à l’ombre. Réussir à maintenir un tel mélange avec une gestion proche de la nature demande une bonne connaissance de l’écologie de la régénération naturelle, notamment afin de pouvoir prédire l’issue de la compétition interspécifique en fonction des quantités de lumière disponibles dans le sous-bois. La lumière disponible pour la régénération détermine, au moins en partie, la future composition de la régénération puisque les espèces en mélange ont différents niveaux de tolérance à l’ombre et que leur croissance et survie diffèrent donc en fonction de la quantité de lumière disponible. Cependant, il est difficile de prédire les quantités de lumière disponibles pour la régénération en peuplements irréguliers et mélangés et il est donc difficile également de donner des recommandations quantifiées et précises pour aider les gestionnaires de peuplements irréguliers et mélangés à maintenir la coexistence d’espèces sciaphiles et semi-héliophiles. Le but de cette thèse de doctorat est de déterminer si une gestion proche de la nature peut maintenir un mélange d’essences forestières avec différents niveaux de tolérance à l’ombre. Il est communément admis que dans ce contexte, la lumière est le facteur prédominant de la composition de la régénération car seul une fraction de la lumière disponible au-dessus de la canopée est transmise jusqu’à la régénération dans le sous-bois. J’étudie donc le développement de la régénération naturelle en fonction de la lumière disponible ainsi que l’interception de la lumière par la canopée de peuplements hétérogènes. L’étude de l’écologie de la régénération de deux espèces avec des niveaux de tolérance à l’ombre contrastés (Fagus sylvatica L. et Quercus petraea (Matt.) Lieb.) a mis en évidence que l’espèce sciaphile grandissait plus vigoureusement que l’espèce semi-héliophile dans toutes les conditions d’éclairement. Bien que le contrôle de la lumière transmise à la régénération soit nécessaire pour promouvoir la croissance de la régénération de l’espèce semi-héliophile, ce contrôle est dans certains cas insuffisant pour maintenir la coexistence d’espèces sciaphiles et semi-héliophiles. Dans le but d’examiner la disponibilité de la lumière dans le sous-bois en fonction de la structure et de la composition de forêts irrégulières, j’ai implémenté un modèle d’interception de la lumière par la canopée de peuplements irréguliers après avoir synthétisé et discuté les différentes approches de modélisations proposées dans la littérature. Ce modèle prédit bien les mesures de l’éclairement disponible dans le sous-bois, bien que ce soit un modèle mécanistique et relativement simple. Ensuite, j’explore l’effet de différentes stratégies sylvicoles visant à contrôler l’éclairement disponible pour la régénération. Ces stratégies correspondent à des éclaircies sélectives de différentes natures prélevant, par exemple, plutôt les gros bois, les petits bois ou formant des trouées circulaires. Les résultats soulignent qu’il est possible d’apporter suffisamment de lumière pour la régénération d’espèces semi-héliophiles avec des stratégies sylvicoles très variées. Il convient néanmoins d’ajuster l’intensité des éclaircies en fonction de la modification de la structure induite par l’éclaircie. Cette étude propose un outil permettant de manipuler différentes stratégies sylvicoles pour produire des conditions d’éclairement favorable à la coexistence d’espèce sciaphiles et semi-héliophiles. Des recommandations sylvicoles sont également proposées pour les gestionnaires forestiers soucieux de maintenir la coexistence d’espèces sciaphiles et semi-héliophiles.