The unburned forest remnants of boreal mixed-woods, also known as fire residuals, are essential in providing habitats for disturbance-sensitive species and function as the main source of recolonization of disturbed sites. Forest remnants have been identified as historical or potential reservoirs of genetic diversity in several tree species in fire-prone landscapes. In this study, we investigate the genetic diversity of eastern white cedar (EWC, Thuya occidentalis L.), in forest sites that were affected by different fire regimes. The study area is located in northwestern Quebec, in the Lake Duparquet Research and Teaching Forest (79°10?W–48°30?N). We used 18 polymorphic microsatellite loci to investigate the genetic diversity of eastern white cedar, in forest sites where the fire regime history has been reconstructed to examine the importance of the temporal and spatial continuity of the forest on the genetic diversity of EWC. Three types of landscapes, including; islands within a large lake, fragmented fire refuges (forest patches) and non-fragmented mainland forests were studied. Our results revealed a source-sink dynamic associated with a high level of gene flow. Two of the mainland sites served as the main source of migrants. The level of gene flow in island sites was sufficiently high to counteract the effect of isolation. The fire refuges showed the lowest allelic richness, the highest population differentiation and the fewest number of private alleles. The mean fire-free intervals are much longer in fire-refuges causing environmental isolation through time and higher genetic differentiation. The conservation of large mainland sites should be given careful attention because they maintained high genetic diversity and function as the main source of gene flow. Fire refuges have an intrinsic conservation value in landscapes that are affected by spatially heterogeneous fires because they are important for population persistence through disturbances.

Tree species responses to climate change will be greatly influenced by their evolutionary potential and their phenotypic plasticity. Investigating tree-rings responses to climate and population genetics at the regional scale is crucial in assessing the tree behavior to climate change. This study combined in situ dendroclimatology and population genetics over a latitudinal gradient and compared the variations between the two at the intra- and inter-population levels. This approach was applied on the northern marginal populations of Thuja occidentalis (eastern white-cedar) in the Canadian boreal forest. We aimed first to assess the radial growth variability (response functional trait) within populations across the gradient and to compare it with the genetic diversity (microsatellites). Second, we investigated the variability in the growth response to climate at the regional scale through the radial growth-climate relationships, and tested its correlation with environmental variables and population genetic structure. Model selection based on the Akaike Information Criteria revealed that the growth synchronicity between pairs of trees of a population covariates with both the genetic diversity of this population and the amount of precipitation (inverse correlations), although these variables only explained a small fraction of the observed variance. At the regional scale, variance partitioning and partial redundancy analysis indicate that the growth response to climate was greatly modulated by stand environmental variables, suggesting predominant plastic variations in growth-response to climate. Combining in situ dendroclimatology and population genetics is a promising way to investigate species' response capacity to climate change in natural stands. We stress the need to control for local climate and site conditions effects on dendroclimatic response to climate to avoid misleading conclusions regarding the associations with genetic variables.

Le cèdre blanc de l'Est (CBE, Thuja occidentalis L.) est une espèce de fin de succession de la forêt boréale du Canada. L'objectif à long terme de cette étude était de mieux comprendre l'influence du climat et des feux sur la dynamique et la structure génétique des populations de CBE. Nous avons utilisé des marqueurs moléculaires pour: 1) étudier la diversité génétique des populations de CBE suivant un gradient latitudinal, 2) mettre en évidence l'importance du mode de régénération le long d'une succession après feu et évaluer l'effet de l'historique des perturbations sur la structure génétique du CBE, 3) estimer les effets des caractéristiques du paysage sur sa diversité génétique et la valeur des peuplements résiduels non brûlés pour la conservation de la diversité. Nous avons observé une augmentation du taux de consanguinité dans les populations marginales et discontinues. Toutefois, nous n'avons noté aucun effet latitudinal sur la diversité génétique (Hs), la richesse allélique (RA), ou la différentiation des populations (F_st) le long d'un gradient allant de la forêt boréale mixte à la forêt coniférienne du Nord du Québec. L'isolement plus enlevé des populations au nord de l'aire de répartition continue de l'espèce n'est apparemment pas lié à un effet décelable sur la diversité génétique. De façon générale, les populations marginales fragmentées de CBE semblent être protégées de l'érosion génétique. Notre étude a mis en évidence un patron de régénération dynamique le long d'un gradient de succession de 250 ans après feu. Le taux de régénération asexuée augmente légèrement avec l'accroissement du temps écoulé depuis le dernier feu (1916, 21.8%; 1823, 27.0%; 1760, 30.9%). Le site le plus jeune (1916) reçoit une proportion plus importante de flux de gènes (82.4%) en provenance des deux autres sites. La structure génétique spatiale à l'échelle du peuplement (SGS) est significative chez les gaules (hauteur moyenne: 60± cm) et plus faible chez les arbres adultes. La régénération végétative chez les gaules augmente la SGS sur de courtes distances. La distance des sources de graines, le temps requis pour que l'arbre arrive à maturité et produise des graines ainsi que la présence de microsites favorables sont parmi les facteurs contrôlant l'abondance du CBE le long de la succession après feu. La comparaison de paysage plus ou moins fragmentés incluant des petits îlots préservés, des vielles forêts et des peuplements situés sur les îles du lac Duparquet a mis en évidence une dynamique source-réservoir associée à la présence d'un taux élevé de flux de gènes entre les peuplements de CBE. Des différences significatives ont été notées entre les trois types de paysage pour la richesse allélique (RA) et la différentiation entre les populations (F_st). Comparativement aux autres sites, les peuplements résiduels non brûlés ont une RA (5.06) et un nombre d'allèles privés (AP = 5) plus faibles et le niveau de différenciation (F_st = 0.052) le plus élevé. Aussi bien le vent que les caractéristiques du paysage façonnent la structure génétique du CBE à travers les différents paysages. Des mesures appropriées devraient être prises pour protéger les vieux massifs continus de CBE avant qu'ils ne forment des îlots résiduels de petites dimensions caractérisés par une variation génétique plus faible.