Marginal stands of balsam fir (Abies balsamea [L.] Mill.) and eastern white cedar (Thuja occidentalis L.) are found north of their limits of continuous distribution in eastern North America. Regional-scale paleoecological studies have suggested that fir and cedar populations could have had larger extents in the past. This study aimed at verifying this hypothesis at the local scale. Wood charcoal fragments were collected from the soils of two marginal fir and cedar stands as well as from 15 sites in the surrounding forest matrix where the species are absent currently. Anatomical identification and radiocarbon-dating showed that fir was more extensive in the study area until about 680 cal. BP, representing up to 31% of the charcoal assemblages at sites where it is currently absent. The evidence is less conclusive for cedar, however, although some of the charcoal fragments from the matrix sites could have been either fir or cedar (undistinguishable). Most of the dated fir/cedar charcoal in the matrix were from the ‘Medieval Warm Period’ (ca. 1000 cal. BP), suggesting contraction may have occurred at that time. Marginal fir – and possibly cedar – stands are thus relics of once more extensive populations. Fire is likely the main factor having contributed to the contraction of the species’ distributions. Fir and cedar are now relegated to areas where fires are less frequent and severe, such as the shores of lakes and rivers.

Au Québec, le sapin et le cèdre maintiennent des populations marginales au nord de leur aire de répartition continue. Des études paléoécologiques ont suggéré, à l’échelle régionale, que ces populations marginales seraient des reliquats de populations autrefois plus répandues qui se seraient contractées suite aux variations holocènes du régime des feux. Cette étude visait à vérifier à l’échelle locale si – et quand – les populations marginales de sapin et de cèdre étaient plus répandues dans le nord du Québec. Deux catégories de sites ont été échantillonnées : 2 sites où les deux espèces sont actuellement présentes (sites marginaux) et 15 sites où elles sont absentes (sites dans la matrice forestière). Dans chaque site, des charbons ont été prélevés au contact minéral-organique et dans le sol minéral. Les échantillons ont ensuite été tamisés avec un tamis de maille 2 mm. Les charbons de taille > 2 mm ont été retenus pour les analayses, car ils sont déposés in situ lors d’un feu. Les charbons ont été identifiés au genre ou à l'espèce à l'aide des critères d'anatomie du bois, et 20 d’entre eux ont été datés par spectrométrie de masse par accélérateur (SMA). Les résultats montrent que le sapin et/ou le cèdre ont été présents dans les sites de la matrice forestière pendant une partie de l’Holocène jusqu’à environ 680 ans cal. BP. Plus de la moitié des dates sont comprises dans une période d’environ 500 ans concentrée autour de l’Optimum climatique médiéval (1000 ans cal. BP). Les caractéristiques des sites ne pouvaient prédire la présence ou l’absence des deux espèces dans les sites de la matrice forestière. Nos résultats confirment à l’échelle locale que les populations marginales de sapin et de cèdre étaient autrefois plus répandues. Notre étude suggère que de grands feux sévères pendant le Néoglaciaire ont conduit à la contraction de l’aire de répartition du sapin et du cèdre. Nos résultats corroborent ainsi les conclusions d’autres études qui ont montré que le feu semble être le principal facteur limitant la répartition de nombreuses espèces boréales. L’étude suggère aussi que les populations marginales sont afféctées par des feux non létaux laissant des semenciers qui favorisent le recrutement après feu. Les populations marginales ont donc joué un rôle clé dans la persistence du sapin et du cèdre dans le nord du Québec. La persitence et l’expansion du sapin et du cèdre dans le nord du Québec dépendront des effets indirects des changements climatiques sur le régime des feux.