Roads are known to alter environmental conditions and the composition of road edge plant communities, particularly when exogenous materials are used as road surfacing. In this study, we evaluate the impact of gravel roads on the organic layer thickness (OLT) and aspen distribution in a boreal forest landscape of Eastern Canada. The OLT and aspen distribution were compared at different distances from the roads (0 m, 10 m, and >10 m) to determine whether a reduction in the OLT along the roads could explain the distribution of aspen along the road network, and in particular the role of the roads as habitat corridors. In addition, germination tests were carried out to determine whether mineral soil from the roads could promote aspen establishment, by comparing the germination rate of substrates consisting only of mineral soil or mosses, and substrates consisting of mosses covered with 0.5 cm or 2 cm of mineral soil. The presence of aspen in the study landscape is limited by thick organic deposits (≥50 cm). However, the thickness of these deposits is reduced to approximately 10 cm at the edges of gravel roads, in part by the transport of mineral soil from the roads. This reduction in the OLT facilitates the establishment of aspen and helps explain its distribution along the road network.

Edge habitats resulting from the construction and maintenance of forest roads favour pioneer, shade-intolerant and disturbance-adapted plant species. The effect of roads on the spread of non-native species has been frequently studied, but few studies have focused upon their effects on native tree species. We studied the effect of forest roads on the expansion dynamics of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) in a boreal forest landscape of eastern Canada. We determined whether roads act as a habitat and dispersal corridor for trembling aspen, and whether populations that established along roads act as a starting point for aspen expansion into adjacent stands. We evaluated the effect of forest roads on the distribution of trembling aspen by surveying the vegetation along 694 km of roads. In 19 stands, we compared the density and age of individuals in 100 m transects established parallel and perpendicular to roads, to determine the role of roads. Trembling aspen is abundant along the forest road network. Forest roads act sometimes as habitat corridors for trembling aspen, but their effects on its density extend only over a short distance (10 m) on each side of the roads. The forest roads did not act as a starting point for the expansion of trembling aspen into adjacent stands. Forest roads are particularly favourable habitats for trembling aspen. Although roads did not act as a starting point for aspen dispersal away from roads, these habitats would be vulnerable to invasion following a disturbance that would reduce the thickness of the organic layer.

La forêt boréale canadienne fournit de nombreux biens et services aux populations locales comme mondiales. Le maintien de ces services et de la résilience des écosystèmes tend cependant à être menacé par les changements de composition forestière à grande échelle, induits par les perturbations anthropiques passées et anticipés dans le cadre des changements climatiques. Dans ce contexte, une meilleure compréhension de la dynamique spatio-temporelle des espèces boréales, et des facteurs la gouvernant, est essentielle pour renforcer notre capacité de gestion et de conservation de la forêt boréale. Dans la ceinture d’argile du Québec et de l’Ontario, dans l’est du Canada, le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) a été particulièrement favorisé par les perturbations anthropiques intervenues depuis la colonisation du territoire. Néanmoins, cette espèce s’est également avérée être vulnérable à de récents épisodes de forte mortalité, induits par la combinaison d’épidémies d’insectes et de sécheresses. Nous avons reconstitué la dynamique de P. tremuloides au cours des 40 dernières années dans un paysage de la ceinture d’argile, afin d’identifier les variations spatio-temporelles dans cette dynamique, et l’influence relative des perturbations anthropiques et naturelles. De plus, les routes étant supposées avoir favorisé l’expansion de P. tremuloides dans la région, notamment dans des zones où l’épaisseur de la couche organique tend à limiter sa présence, nous avons évalué l’impact des routes sur la distribution de P. tremuloides, ainsi que leur rôle fonctionnel (couloir d’habitat/couloir de dispersion) et leur impact sur l’épaisseur de la couche organique. L’expansion de P. tremuloides au cours des 40 dernières années a été substantielle (+ 102% d’occurrence), bien que spatialement et temporellement variable, avec une phase de forte expansion dans les années 1980 (+ 70,9% d’occurrence) et de faible déclin dans les années 2000 (- 5,9% d’occurrence). Les coupes totales ont été le principal moteur de cette expansion, notamment sur les dépôts mésiques. Les routes ont quant à elles favorisé l’expansion de P. tremuloides sur les dépôts organiques, en réduisant l’épaisseur de la couche organique et en lui fournissant des couloirs d’habitat favorables à son établissement et à sa croissance. L’expansion de P. tremuloides pourrait réduire la résilience de notre paysage aux changements climatiques, en influençant l’activité des feux, les épidémies d’insectes, et la migration de la forêt boréale mixte vers le nord.

In the context of global changes, the future dynamics of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) are uncertain in the middle of its range. An increase in climate-related mortality could occur, but the modification of disturbance regimes could also favor its expansion. In this study, we document trembling aspen dynamics over 40 years at the scale of a boreal forest landscape (10 930 km²), as well as the role of disturbances in these dynamics. The results indicate that trembling aspen has experienced a substantial expansion over the last four decades (+102% occurrence), particularly between 1987 and 1997 (+70.9% occurrence). Nevertheless, these dynamics vary both spatially and temporally, with for example a phase of weak decline since 1997 (−5.9% occurrence). Anthropogenic disturbances, particularly clear-cutting, have played a major role in the expansion of trembling aspen. This expansion could influence the response of ecosystems to climate change, by modifying both fire and insect outbreak activities.

Settlement of eastern North America has generated significant modifications in forest composition. In regions highly influenced by human activity, historical ecology can be used to reconstruct pre-settlement forest composition. In this study, we reconstruct the composition of the pre-settlement (1909–1937) forest of a 4,134 km2 sector of the boreal mixedwood forest using early land survey archives. The pre-settlement composition was compared with modern composition using recent eco-forest inventories (1980–2008), and the influence of surficial deposits on compositional changes assessed. During the pre-settlement period, the landscape was primarily dominated by spruce, which was evenly distributed across surficial deposit types. Trembling aspen, although widespread, rarely dominated stands. In contrast, the present-day landscape is dominated by trembling aspen, notably on clay and till deposits. In general, conifers have undergone a severe reduction in frequency. Spruce and pine forests are today mainly restricted to organic and sandy surficial deposits, respectively, compared to their historical frequencies. Composition changes observed in the boreal mixedwood forest of western Quebec are essentially the results of fires and forest harvesting, but surficial deposits have affected the current abundance and spatial distribution of the different taxa. In the context of sustainable forest management, considerable effort should be deployed to restore conifer dominance in the region, notably on the fertile deposits that appear particularly susceptible to composition changes.

La colonisation et l’industrialisation de l’est de l’Amérique du Nord a entrainé d’importantes modifications de la composition des forêts, pouvant mettre en péril le maintien de la biodiversité et des processus écologiques. Afin de guider l’aménagement futur des forêts, l’écologie historique peut être utilisée dans les régions fortement anthropisées pour reconstituer la composition naturelle des forêts, qui est alors assimilée à la composition précoloniale ou préindustrielle. Dans la présente étude, nous avons reconstitué la composition de la forêt précoloniale (1909-1937) d’Abitibi-Ouest à partir des archives de l’arpentage primitif. Cette composition précoloniale a été comparée à la composition moderne établie à partir des trois derniers inventaires écoforestiers menés par le gouvernement du Québec (1980-2008). Une comparaison spatiale a été effectuée à l’aide d’une grille de cellules de 16 km², et d’un test des rangs signés de Wilcoxon. La composition forestière par type de dépôt de surface a également été comparée entre les périodes précoloniale et moderne à l’aide de tableaux de contingence. À l’époque précoloniale, le paysage était majoritairement dominé par les épinettes qui étaient réparties relativement équitablement sur tous les types de dépôts de surface. Le tremble bien que fréquent à l’époque précoloniale, dominait rarement les peuplements. À l’heure actuelle, le paysage est essentiellement dominé par le peuplier faux-tremble notamment sur les argiles et les tills. D’une manière générale, les résineux ont connus une forte baisse de fréquence. Les épinettes et les pins sont actuellement beaucoup plus restreints aux dépôts organiques et aux dépôts sableux. Les changements de composition observés depuis la colonisation de l’Abitibi-Ouest, seraient essentiellement dus à la combinaison des feux et des coupes. Étant donné l’effet additif que semble exercer ces deux perturbations sur la hausse de fréquence et de dominance du peuplier faux-tremble, et l’importante superficie du territoire brûlée durant la période de colonisation, le peuplier faux-tremble est probablement en expansion dans l’aire d’étude.