Dynamique des marges forestières de milieux tourbeux du Haut-Boréal, Québec nordique

Authors: Paitre, Cédric
Advisor: Bégin, Yves
Abstract: L'objectif principal de cette thèse est de déterminer les facteurs environnementaux responsables de la dynamique des arbres dans les milieux humides, afin d'aider à la prévision des réponses possibles de ces populations aux changements climatiques futurs. À notre connaissance peu d'études ont abordé ce sujet sous l'angle du dynamisme des populations et celui du développement des tourbières, et ce à des échelles temporelles annuelle à millénaire. La réponse des marges forestières de milieux tourbeux du Haut- Boréal aux changements climatiques, aux perturbations, mais aussi suivant l'accumulation de la tourbe a été reconstituée grâce à la comparaison de deux petites tourbières ombrotrophes semi-forestières en Jamésie. Notre raisonnement en trois volets a été guidé par la nécessité d'analyser la dynamique forestière de ces milieux humides suivant différentes échelles temporelles et suivant les processus d'accumulation latérale et verticale de la tourbe, et ce, afin de détecter les variables environnementales qui influencent la succession végétale. Dans un premier temps, la question principale était de savoir si la variabilité des conditions d'humidité de la tourbe jouait un rôle dans la structuration récente des écosystèmes forestiers de milieux tourbeux. L'analyse dendroécologique comparative des populations d'arbres de deux tourbières, l'une très humide et l'autre plus sèche, a permis de montrer que leur dynamique récente était le résultat de l'influence du bilan hydrique saisonnier et des feux. La résilience des populations d'arbres après feu dépend de la disponibilité des micro-habitats non saturés en eau. Une fois installées, les populations d'arbres résistent aux variations d'humidité. Dans une tourbière où l'excès d'eau est fréquent, les mélèzes abondent et les épinettes ont une croissance radiale influencée par de hauts niveaux de nappe phréatique. Dans une tourbière mieux drainée, le pin gris peut coloniser les zones les plus sèches et la croissance radiale de l'épinette noire est influencée par les températures estivales. Dans un deuxième temps, l'expansion latérale des tourbières étant un processus lent qui transforme le milieu bien drainé environnant et les conditions locales de drainage, il était logique de s'attarder à connaître les liens possibles entre les facteurs environnementaux favorisant l'expansion latérale la tourbe et ceux contrôlant la dynamique forestière. La dynamique des marges forestières durant le développement latéral des deux tourbières a été reconstituée grâce à l'analyse macrofossile de la base de la tourbe datée au radiocarbone. Il a été démontré que les conditions qui favorisent le développement latéral de la tourbe (accumulation de la tourbe, topographie et drainage déficient) sont différentes de celles qui influencent la dynamique des marges forestières (feux, conditions hydriques saisonnières). Le retrait épisodique des arbres des tourbières (4500-4000 cal. BP et 3000-2500 cal. BP) est intervenu simultanément avec la formation de paléosols initiée par les feux. Enfin, nous avons examiné l'influence de l'historique des feux sur la dynamique végétale des tourbières. L'évaluation de la résilience après feu des marges forestières implique de connaître l'état de la végétation avant et après chaque perturbation. La dynamique de la végétation des deux tourbières a donc été reconstituée depuis le début de l'entourbement, soit depuis environ 5500 cal. BP en utilisant l'analyse macrofossile à haute résolution (cm) et l'anthracologie. Les données montrent que la végétation des tourbières n'est pas en équilibre avec le climat. A l'échelle des siècles, le développement des tourbières est épisodiquement freiné les feux. Des périodes d'ouverture du couvert forestier des tourbières (4500-4000 cal. BP et 1500-1300 cal. BP) étaient associées à l'ouverture plus généralisée des bassins versant, initiée par les feux, combinée peut-être à un climat plus froid. Des périodes d'abondance des arbres dans les tourbières (5500-5000 cal. BP et autour de 900 cal. BP) accompagnaient des taux d'accumulation de tourbe élevés lors de périodes chaudes et humides. Dans l'ensemble, on a démontré que les populations d'arbres dans les tourbières ne sont pas en équilibre avec le climat. Le bilan hydrique saisonnier estival, résultat du bilan entre les apports en eau, sous forme de neige et de pluie, et la perte en eau par drainage et évapotranspiration, sont des variables clefs, aussi bien dans le succès de régénération des arbres dans les tourbières que dans leur croissance. Le feu est un élément déclencheur de l'ouverture généralisée du couvert forestier, aussi bien dans les tourbières que dans le milieu bien drainé avoisinant. Enfin, suivant un climat chaud et humide, la paludification et le développement des arbres dans les tourbières peuvent augmenter tant que l'évapotranspiration limite le degré de saturation en eau et permet l'occurrence d'étés secs favorables aux feux et à la régénération.
Document Type: Thèse de doctorat
Issue Date: 2008
Open Access Date: 13 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/20146
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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