Given the physiographic variability, variation in socio-political landscapes, and differences in connectedness of people and communities associated with boreal forest ecosystems, approaches to forest management that are flexible enough to accommodate this variation are needed. Moreover, to ensure sustainable forest resource use, we need to embrace the inherent complexity of boreal forest ecosystems rather than eliminate it, and be prepared to adapt and adjust as environmental conditions change. While ecological resilience may be a useful forest management objective to this end, developing general guidelines to integrate it into practice remains elusive. We address a number of questions often posed by managers when attempting to include ecological resilience into forest management planning. Our goal is to determine if the theoretical foundation of ecological resilience is sufficiently developed to provide a general framework that can be applied for boreal forest management.

Stand-level diversity after natural disturbance can potentially differ across a large, contiguous forest region despite being dominated by the same canopy species throughout as differences in disturbance types and local site conditions can regulate species distribution. Our main objective was to examine the relative importance of natural disturbances (spruce budworm (Choristoneura fumiferana) outbreak, windthrow, and their interaction) and local site factors (climate, physiography, and stand structure and composition variables) on woody vegetation diversity among three, physiographically distinct locations across a large, contiguous forest region. Seventy-six Abies balsamea-Betula spp. stands affected by natural disturbance were compared and analysed using canonical ordination methods, diversity indices, and ANOVA. Different combinations of factors were important for vegetation re-establishment at each location. Differences in alpha, beta, gamma, Shannon’s H’, and evenness (J) diversity indices were observed among locations across the study region. Our findings indicate that while certain processes are important for maintaining canopy dominance by Abies balsamea and Betula spp. throughout the region, different combinations of factors were important for creating variation in woody species diversity among locations that resulted in greater woody species diversity at the regional scale. 

Les perturbations naturelles sont des processus fondamentaux qui des changements dans les écosystèmes forestiers. Les changements spatio- dans l'assemblage des communautés forestières et les réponses individuelles espèces aux perturbations naturelles dans des peuplements de Abies balsamea- Betula spp. ont été examinés. Je me suis intéressé à: (a) décrire la diversité l'abondance des espèces après des perturbations de sévérité modérée, et principaux facteurs qui affectent les réponses, (b) comparer la diversité et l’abondance des espèces au sein de trois régions distinctes, au niveau physiographique, à travers la zone boréale mixte, (c) examiner la diversité l'abondance des espèces par rapport aux différents niveaux de mortalité causés des perturbations naturelles (les trouées de canopée, les perturbations de modérée, le feu catastrophique), et (d) déterminer la variation des intervalles retour pour les diverses perturbations représentant les composantes principales régime de perturbations naturelles à travers la zone de forêt boréale mixte Québec, Canada (à noter que cette section est dans l'Annexe 1). Les ordinations canoniques, les indices de diversité et les modèles univariés furent les principaux outils analytiques utilisés pour examiner les réponses de la végétation.

Les facteurs écologiques comme la composition du peuplement avant la perturbation et la densité de débris ligneux grossiers ont fortement influencé la diversité et l'abondance de la végétation à la suite de perturbations de sévérité modérée, alors que les types de perturbations n’ont eu que des impacts mineurs sur les patrons.

Différentes séries de facteurs ont déterminé la diversité et l'abondance de la végétation ligneuse après perturbation à travers la zone de forêt boréale mixte, avec l’importance d’un facteur particulier dépendant des caractéristiques spécifiques de l’habitat local. La composition du peuplement avant perturbation et la densité de débris ligneux grossiers furent les seuls facteurs affectant fortement la diversité et l'abondance dans tous les emplacements examinés. La variation dans la diversité alpha (α), gamma (S), et bêta (β) a été observée à travers la région. Shannon’s H’ était le plus haut le long de la Côte Nord et le plus bas dans la Péninsule Gaspésienne. Les valeurs de evenness (J) indiquent que la variation dans les abondances relatives des espèces d’arbres de la canopée était plus grande le long de la Côte Nord par rapport à la Péninsule Gaspésienne. Les sites trouvé en Temiskaming-Abitibi ont eu des valeurs intermédiaires pour H’ et J. Pourtant, malgré des différences physiographiques considérables à travers la région, des patrons de régénération similaires ont été observés partout, avec les peuplements convergeant généralement vers la prédominance de résineux à la suite de perturbations de sévérité modérée.

Les trouées de canopée et les perturbations de sévérité modérée n’ont pas changé le cours de la succession, tandis que les feux catastrophiques ont modifié substantiellement la communauté végétale, les espèces de début de succession intolérantes à l’ombre devenant dominantes. La densité et la diversité des espèces d’arbres et arbustes de sous-étage, mi-tolérantes et intolérantes à l’ombre ont augmenté alors que la mortalité augmentait. Les estimations de richesse d'espèces les plus élevées furent observées suite aux feux catastrophiques, plusieurs des espèces s’établissant exclusivement sous ces conditions. L'abondance relative de la régénération d'arbres de la canopée fut la plus similaire suite à des trouées de canopée et des perturbations de sévérité modérée. Au niveau de la communauté d’arbustes et d’arbres de sous-étage, les abondances relatives des espèces ont été les plus similaires suite à des perturbations de sévérité modérée et des feux catastrophiques. Les réponses de la végétation aux perturbations de sévérité modérée ont donc eu des traits communs avec les deux extrêmes du gradient de mortalité causé par des perturbations naturelles, mais pour des strates de régénération différentes. Ainsi, un changement graduel et linéaire dans les abondances relatives d'espèces ; c.-à-d., de tolérant à intolérant à l’ombre avec des niveaux de mortalité croissants, n'a pas été observé. On a plutôt remarqué des seuils où des changements soudains et importants dans la composition de la communauté sont arrivés, les limites de ces changements étant dépendants de la strate de végétation en question.

Les intervalles de retour estimés pour des trouées de canopée, des perturbations de sévérité modérée et des feux catastrophiques furent respectivement de 30, 39, et entre 170 et 250 ans. Pour la tordeuse des bourgeons d’épinette et le chablis total, ceux-ci furent respectivement de 40 et 17 000 ans. L'agrégation spatiale des divers types de perturbations a été observée, certains secteurs étant plus enclins à l'apparition d’épidémies de tordeuse des bourgeons d’épinette ou au chablis total. L’émergence d’épidémies de tordeuse des bourgeons d’épinette fut dépendante de la densité de sapin baumier présente. Les chablis totaux ont eu tendance à arriver près des secteurs plats et dépressions présents à proximité des lacs dans les emplacements continentaux, alors que les chablis des emplacements côtiers ont plutôt été associés avec les conditions de haut de pente.

Les patrons et processus spatio-temporels de perturbations naturelles dans les forêts boréales mixtes d’Abies balsamea-Betula spp. sont conformes à un régime de perturbations caractérisé par des événements fréquents et partiels et des événements rares et catastrophiques. Dès lors, la prédominance de conditions associées aux forêts de fin de succession à travers le paysage est favorisée. Le régime actuel de perturbations diffère nettement des modèles historiques des 400 dernières années, caractérisés par la prédominance des feux catastrophiques comme types de perturbations. L'augmentation prévue des intervalles de temps entre feux catastrophiques peut ainsi mener à une diversité de végétation réduite dans le système.