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Frank Berninger  - Productivité forestière

frank.berninger@helsinki.fi

Frank Berninger est professeur associé à l'UQAM. Il a travaillé dans les écosystèmes boréaux en Finlande et tropicaux au Costa Rica. Il intègre des travaux écophysiologiques considérant la physiologie de la plante entière couplée à la productivité forestière (à travers des modèles de croissance).

THÈMES DE RECHERCHE

Interactions hydriques

Les interactions hydriques des arbres sont un de ses thèmes de recherche favoris. Un hectare de forêt transpire facilement 80 000 kg d'eau dans une journée chaude. Pour utiliser l'eau les arbres doivent la prélever du sol avec des milliers et des milliers de petites racines et la transporter aux feuilles 10-30 m plus haut. Le transport se déroule à travers un gradient de tensions d'eau (des pressions négatives) qui sont assez fortes (qui peuvent facilement atteindre moins de -10 bars). Ce n'est pas une surprise que le transport de l'eau pose des contraintes importantes à la structure de l'arbre entier. En plus la transpiration et la production photosynthétique sont liées et des réductions dans la transpiration signifient aussi des réductions dans la productivité des arbres.

Le Dr. Berninger s'intéresse aux processus permettant aux arbres de transporter de l'eau qu'ils puisent dans le sol vers les feuilles situées plusieurs mètres en hauteur. Ce transport régule la transpiration/photosynthèse et dépend de la physiologie et la morphologie des structures d'apport d'eau (racines, tronc et branches). Parce que la capacité de transporter l'eau aux feuilles et la consommation d'eau doivent être en équilibre. La façon dont les arbres maintiennent cet équilibre influence la croissance des forêts. Grâce à des modèles de croissance, il tente d'estimer les effets de différentes stratégies sur la croissance totale des arbres ou des forêts.

Variations interannuelles de la production des arbres

Le Dr. Berninger tente de comprendre d'une manière physiologique comment le climat et la productivité des arbres (mesurée par la largeur des cernes de croissance) sont liés. En effet, les variations climatiques introduisent des variations dans la production photosynthétique, le cycle des nutriments et donc la croissance des arbres. Particulièrement les températures au printemps et la longueur de la période de croissance de la végétation semblent importantes.

Le travail sur les cernes se fait principalement par des modèles de croissance, mais aussi à l'aide de mesures sur le terrain pour paramétrer les modèles et comprendre les processus impliqués.

Il utilise aussi les variations des isotopes naturels pour comprendre et interpréter les cernes de croissance. L'eau est aussi un aspect important dans ce travail, dans un projet avec Hydro-Québec en essayant de modéliser la transpiration des arbres à partir des cernes et de mieux comprendre les apports des réservoirs hydriques dans le nord du Québec.

Formation académique

Yves Bergeron, Marjo Palviainen, A. Laurén, J. Pumpanen, B. Bond-Lamberty, M. Larjavaara, D.M. Kashian, K. Köster, A. Prokushkin, Han Chen, M. Seedre, David A. Wardle, M. J. Gundale, Marie-Charlotte Nilsson, C. Wang, Frank Berninger. Decadal-Scale Recovery of Carbon Stocks After Wildfires Throughout the Boreal Forests. 2020. Global Biogeochem. Cycles 34(8):e2020GB006612 DOI : 10.1029/2020GB006612  

Daniel Kneeshaw, Frank Berninger, Hugh Power, Valérie Lemay. Pipe-model ratio distributions and branch foliage biomass: differences between two sympatric spruce species. 2016. Scand. J. For. Res. 31(1):8-18 DOI : 10.1080/02827581.2015.1068369  

Pierre Bernier, Frédérick Raulier , Narayan Prasad Dhital, Marie-Pierre Lapointe-Garant, Frank Berninger, Yves Bergeron. Adaptation potential of ecosystembased management to climate change in the eastern Canadian boreal forest. 2015. Journal of of Environmental Planning and Management  DOI : 10.1080/09640568.2014.978079  

Jian-Guo Huang, Yves Bergeron, Guillermo Gea Izquierdo, Marie-Pierre Lapointe-Garant, J. Grace, Frank Berninger. The relationship between productivity and tree-ring growth in boreal coniferous forests. 2014. Boreal Environment Research 19(5-6):363-378   

Yves Bergeron, Igor Drobyshev, Sylvie Gewehr, Frank Berninger. Soil characteristics mediate the distribution and response of boreal trees to climatic variability. 2014. Can. J. For. Res. 44:487-498 DOI : 10.1139/cjfr-2013-0481  

Jian-Guo Huang, Yves Bergeron, Lihong Zhai, Frank Berninger, Jacques Tardif, Bernhard Denneler. Impact of Future Climate on Radial Growth of Four Major Boreal Tree Species in the Eastern Canadian Boreal Forest. 2013. PlosOne  DOI : 10.1371/journal.pone.0056758  

Yves Bergeron, Igor Drobyshev, Sylvie Gewehr, Frank Berninger. Species specific growth responses of black spruce and trembling aspen may enhance resilience of boreal forest to climate change. 2013. Journal of Ecology 101(1):231-242 DOI : 10.1111/1365-2745.12007  

Jian-Guo Huang, Yves Bergeron, Lihong Zhai, Frank Berninger. Variation in intra-annual wood formation, and foliage and shoot development of three major Canadian boreal tree species. 2012. American Journal of Botany. 99(5):827-837 DOI : 10.3732/ajb.1100235  

Venceslas-Claude Goudiaby, Suzanne Brais, Yvon Grenier, Frank Berninger. Thinning effects on jack pine and black spruce photosynthesis in eastern boreal forests of Canada. 2012. Silva Fennica 45(4):595–609   

Yves Bergeron, Emmanuelle Fréchette, Ingo Ensminger, Arthur Gessler, Frank Berninger. Will changes in root-zone temperature in boreal spring affect recovery of photosynthesis in Picea mariana and Populus tremuloides in a future climate? 2011. Tree Physiol. 31(11):1204-1216 DOI : 10.1093/treephys/tpr102  

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 Frank Berninger Interactions between mycorrhizal type, biogeochemical cycles and allocation
Midi-foresterie (2020-11-03)