Les pluies acides, la plantation d’arbres à croissance rapide, des rotations plus courtes et la récolte par arbres entiers accentuent la pression sur les sols forestiers, et pourraient en diminuer la fertilité à long terme. Afin d’assurer le maintien de la productivité des stations forestières, les sites vulnérables à la déplétion de leurs nutriments doivent être identifiés afin d’y limiter l'extraction de biomasse forestière. Par la suite, un suivi devrait être effectué afin de vérifier l’efficacité des mesures mises en place.

Le premier chapitre de ce mémoire évalue le potentiel de la nutrition foliaire comme indicateur de suivi de la fertilité des sols. Cent quatre-vingt-onze stations furent échantillonnées pour déterminer les relations entre la nutrition, la fertilité du sol et la productivité. La nutrition du sapin baumier (Abies balsamea), de l’épinette noire (Picea mariana), de l’épinette blanche (Picea glauca) et du pin gris (Pinus banksiana) a été évaluée à l’échelle de la forêt boréale québécoise. Chaque essence s’est avérée avoir un profil nutritionnel distinct. La nutrition foliaire du sapin baumier, de l’épinette blanche et du pin gris répondait davantage aux gradients de fertilité du sol que celle de l’épinette noire. La capacité d’échange cationique (CEC) et le pH du sol ont démontré de plus fortes et consistantes corrélations avec la nutrition foliaire que les variables physiques du sol (texture, surface spécifique et profondeur). Entre la concentration en nutriments des aiguilles, le contenu en nutriments de 100 aiguilles et les ratios multivariés des concentrations foliaires (CND), la dernière méthode semble plus fortement liée à la fertilité des sols. L’âge du peuplement, la densité et les variables climatiques ont des effets variés sur la nutrition foliaire, mais souvent faibles et limités, suggérant la possibilité d’utiliser la nutrition foliaire comme indicateur sur de larges gradients environnementaux. Des normes CND établies avec la méthode « boundary-line » indiquent que la nutrition d’une importante proportion de peuplement est déjà déficiente en calcium et potassium. Donc, le suivi des réservoirs nutritionnels devraient figurer parmi les enjeux importants d’aménagement forestier.

Dans le second chapitre, la productivité de plus de 400 sites déterminée à l’aide de l’indice de qualité de station (IQS), de la surface terrière et de la végétation indicatrice de sous-bois, a été mise en relation avec des variables climatiques et pédologiques. À une échelle régionale, les concentrations en cations basiques du sol évaluées à l’aide de 80 000 échantillons de sédiments de lacs et rivières provenant de la prospection minière sont faiblement corrélées à la productivité dans les modèles testés. La position sur la pente, le drainage, le dépôt de surface, le nombre de degrées-jours et les précipitations utiles formaient le modèle le plus apte à prédire la productivité. Un peuplement sur un dépôt à texture grossière, dépôt mince ou sur un affleurement rocheux a respectivement 6,1, 7,7 et 21,5 fois moins de chance qu’un site sur dépôt argileux d’être dans une classe de bonne productivité. Les sites en haut de pente à bon drainage ainsi que les sites présentant un drainage imparfait ont aussi été identifiés comme étant moins productifs. Ces résultats suggèrent que des sites vulnérables à la récolte de la biomasse forestière pourraient être facilement identifiés à l’aide de variables cartographiées comme le dépôt de surface, la position sur la pente et le drainage.