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Classification des peuplements forestiers de la pessière à mousse du Nord de l’Abitibi selon leur structure interne Par Thuy Nguyen Chaire Industrielle CRSNG-UQAT-UQAM en Aménagement forestier durable Rapport remis au Ministère des Ressources naturelles du Québec Contrat no : 9904648 Juillet 2000 2 INTRODUCTION Au Québec, deux systèmes d’aménagement forestier sont généralement pratiqués : le système d’aménagement équienne et le système d’aménagement inéquienne (MRNQ, 1997). Ces deux systèmes d’aménagement se différencient principalement par les exigences écologiques des essences principales objectif, la structure du peuplement et l’âge et les caractéristiques dendrométriques des tiges. Dans un peuplement soumis à un système d’aménagement équienne, la majorité des arbres s’établissent durant une période limitée et forment un noyau de tiges qui évolue dans le temps jusqu’à leur remplacement. Dans un peuplement soumis à un système d’aménagement inéquienne, il est difficile de définir un début et une fin au peuplement dans le temps. Ainsi, les arbres qui le composent sont d’âges et de diamètres variés et ce peuplement comporte souvent un mélange de plusieurs essences. Ces deux types de système d’aménagement forestier sont donc principalement définis par la distribution des classes d’âge des tiges du peuplement. La notion de ‘cohorte’ peut aussi être utilisée pour décrire ...

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Classification des peuplements forestiers de la pessière à mousse du Nord de l’Abitibi selon leur structure interne Par Thuy Nguyen Chaire Industrielle CRSNG-UQAT-UQAM en Aménagement forestier durable Rapport remis au Ministère des Ressources naturelles du Québec Contrat no : 9904648 Juillet 2000 2 INTRODUCTION Au Québec, deux systèmes d’aménagement forestier sont généralement pratiqués : le système d’aménagement équienne et le système d’aménagement inéquienne (MRNQ, 1997). Ces deux systèmes d’aménagement se différencient principalement par les exigences écologiques des essences principales objectif, la structure du peuplement et l’âge et les caractéristiques dendrométriques des tiges. Dans un peuplement soumis à un système d’aménagement équienne, la majorité des arbres s’établissent durant une période limitée et forment un noyau de tiges qui évolue dans le temps jusqu’à leur remplacement. Dans un peuplement soumis à un système d’aménagement inéquienne, il est difficile de définir un début et une fin au peuplement dans le temps. Ainsi, les arbres qui le composent sont d’âges et de diamètres variés et ce peuplement comporte souvent un mélange de plusieurs essences. Ces deux types de système d’aménagement forestier sont donc principalement définis par la distribution des classes d’âge des tiges du peuplement. La notion de ‘cohorte’ peut aussi être utilisée pour décrire l’établissement, à l’intérieur d’un même peuplement, de différents groupes d’individus lors de périodes de temps distinctes (Seymour et Hunter, 1999). Une cohorte unique compose généralement les peuplements issus de perturbations majeures tels les incendies de forêt. Ces peuplements sont généralement soumis à un système d’aménagement équienne. En absence de perturbation majeure, une multitude de cohortes peuvent s’établir à l’intérieur d’un même peuplement suite aux trouées partielles créées par la mort successive des individus le composant. Ces peuplements sont généralement soumis à un système d’aménagement inéquienne. Le système d’aménagement équienne est le principal système d’aménagement utilisé dans les peuplements de la forêt boréale du Québec car il est généralement bien adapté aux essences commerciales que l’on y retrouve. Ceci découle du fait que la forêt boréale constitue un écosystème dont la dynamique est grandement influencée par les incendies forestiers (Payette, 1992). Ainsi, ces derniers sont généralement destructeurs initiant la régénération forestière (Johnson, 1992). Suite aux incendies, le territoire est habituellement recolonisé par des peuplements de structure équienne composés surtout d’épinettes noires, de pin gris ou de feuillus de lumière tels les trembles et les bouleaux (Gagnon, 1989). Cependant, dans la région Nord de l’Abitibi des travaux en cours sur la reconstitution historique des incendies forestiers (Bergeron et al., 1999a; Gauthier et al. soumis) montrent qu’une portion importante des peuplements (50%) sont plus âgés que 100 ans et que par conséquent, leur structure et leur composition seraient très différentes de celles des peuplements de première cohorte après les incendies. Bergeron et al. (1999b) proposent donc un modèle d’évolution forestière pour la pessière noire à mousse du Nord de l’Abitibi qui prolonge l’évolution des peuplements forestiers au-delà de la première cohorte (fig. 1). Selon ce modèle, la composition en essences et la structure des peuplements se modifieraient de façon importante en fonction du temps écoulé depuis le passage du feu. Ainsi, les peuplements de première cohorte évolueraient au cours des ans vers des peuplements de deuxième cohorte et de troisième cohorte. La progression d’une deuxième cohorte d’individus mènerait à une structure de plus en plus irrégulière tandis que la troisième cohorte représenterait l’aboutissement de l’évolution du peuplement vers un stade de stabilité relative où il posséderait une structure inéquienne. 3 ensemencement marcottage cohorte 1 cohorte 2 cohorte 3 Fig. 1. Évolution des peuplements forestiers de la pessière noire à mousse du Nord de l’Abitibi en fonction du temps écoulé depuis le passage du dernier feu (Bergeron et al., 1999b). Plusieurs études suggèrent que cette variabilité de structures de peuplement à l’échelle du paysage constitue l’essence même de la biodiversité en forêt boréale (Franklin, 1993). Selon le Manuel d’aménagement forestier (MRNQ, 1997), la stratégie d’aménagement doit viser, en outre, à respecter la diversité biologique et la dynamique naturelle des peuplements. À la lumière du modèle d’évolution proposé par Bergeron et al. (1999b), il serait donc éventuellement nécessaire d’intégrer le système d’aménagement inéquienne à la stratégie d’aménagement établie pour la pessière noire à mousse. Les deux principaux objectifs du présent travail de recherche sont : 1) de vérifier si les trois cohortes proposées par le modèle d’évolution forestière de Bergeron et al. (1999b) peuvent être observées sur le territoire du Nord de l’Abitibi et 2) d’identifier différents paramètres qui permettraient de les caractériser. MÉTHODOLOGIE Aire d’étude L’aire d’étude utilisée dans le cadre du présent travail correspond au territoire de simulation (U28X) d’un projet de recherche effectué dans le cadre du Volet I du programme de mise en valeur des ressources du milieu forestier. Ce territoire comporte l’aire forestière 85-01 N (Norbord) et une partie de l’aire commune 85-20 (Tembec / Norbord) (fig. 2). Il est situé dans la région écologique du Lac Matagami (6a) et fait partie de l’unité écophysiographique régionale du Lac Grasset (119). Il couvre environ 2 o o o475 000 ha (4 750 km ) et s’étend de 49 37’ 30’’ à 50 22’ 30’’ N et de 78 30’ 00’’ à o79 30’ 00’’ W. L’examen de la banque de donnée des polygones forestiers associés à ce territoire révèle que la superficie totale de l’aire d’étude est de 474 076 ha. Les terrains improductifs (A, AL, AUT, DH, DS, DSC, GR) occupent 237 782 ha, soit 50% du territoire, tandis que les plans d’eau occupent 4% du territoire (17 907 ha). Les terrains productifs occupent 218 307 ha (46% du territoire). De ces derniers, 49 508 ha (17%) ont comme origine une perturbation récente (BR, CHT, CPR, CT, ES, P, PLR). La strate forestière développée se compose essentiellement d’épinette noire – EE (87%), de pin gris – PG (8%) et de peuplier – PE (4%). 10% de la strate forestière (16 780 ha) a été affecté par des chablis partiels (CHP). 4 85-01 N 85-20 Matagami Qu é v i l lo n La c - A b i t i b i 87 85 Ha r r i c a n a La Sarre 86 Mé gi s c a n e 84 Rouyn- Ro u y n - nd a No r a Or Va l - d ’ 28 83 Té m is c a m in g u e 81 Fig. 2. L’aire d’étude comprend l’aire forestière 85-01 N et une partie de l’aire commune 85-20. Elle est située dans la région administrative de l’Abitibi-Témiscamingue et dans le sous-domaine bioclimatique de la pessière noire à mousse de l’ouest (zone grise). 5 Données Les données sur lesquelles est basé le présent travail proviennent des 723 placettes d’échantillonnage temporaires (PET) établies par le Service des inventaires forestiers du eMRNQ à l’intérieur ou à proximité du territoire U28X durant le 2 décennal. Les données utilisées sont celles du dénombrement des tiges marchandes et non-marchandes effectué à chacune des PET. Ainsi, les données sont essentiellement constituées du nombre de tiges à l’hectare observé par placette selon la classe de DHP (intervalle de 2 cm) et l’essence. Seules les données des essences commerciales ont été retenues. Analyses Trois principaux types de structure d’âge ont traditionnellement été établis : équienne, irrégulière et inéquienne. Cette caractérisation des peuplements forestiers reflète la distribution des âges des tiges d’un peuplement donné. Un peuplement de structure (d’âge) équienne se caractérise par une distribution souvent unimodale des âges des tiges; c’est à dire que la majorité des tiges se retrouvent d’un bord et de l’autre d’un âge central. Cependant il est à noter qu’en pessière noire, les peuplements de structure équienne présentent fréquemment une forte présence de tiges de faibles diamètres malgré la dominance d’une principale cohorte d’individus dans la canopée (Gagnon, 1989). Un peuplement de structure irrégulière se caractérise par une distribution bi- ou multi-modale des âges des tiges. Ainsi, les âges observés se dispersent sur une large plage de valeurs et il est souvent difficile d’identifier une valeur centrale unique (Groot et Horton, 1994). Finalement, un peuplement de structure inéquienne se caractérise également par un large étalement de la plage d’âge, mais il démontre une présence majoritaire de tiges en bas âge et une diminution rapide du nombre de tiges observées à mesure que les âges augmentent. Sa distribution d’âge exhibe souvent une forme de J inversé (Parker et Peet, 1984). Lors de l’établissement d’un système sylvicole, il est souvent plus pratique d’examiner la structure diamétrale d’un peuplement forestier en lieu de sa structure d’âge. Dans un premier temps, une approche descriptive a initialement été employée afin de confirmer l’existence des différents types de structure (cohorte) sur le territoire d’étude. Pour chacune des 723 PET, une distribution des classes de diamètre a été établie à partir des données de dénombrement de tiges et plusieurs paramètres associés à la distribution ont été examinés (nombre et position des modes, étalement, degré d’asymétrie, répartition des essences, …). Cette description de la distribution diamétrale a été complétée par une représentation ‘visuelle’ créée à l’aide du logiciel SVS – Stand Visualization System (McGaughey, 1999). Suite à l’examen de la distribution diamétrale et de l’‘image’ obtenus, un seul de trois types de structure suivants a été attribué à chaque PET : équienne (cohorte 1), irrégulière (cohorte 2) ou inéquienne (cohorte 3). Les figures 3 à 14 illustrent des représentations typiques de ces trois structures. 6 Fig. 3. Parcelle d’échantillonnage temporaire 890703002 (structure équienne). Composition : PTR (vert pâle ), EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge). Fig. 4. Parcelle d’échantillonnage temporaire 964703702 (structure équienne). Composition : PIG (bronze), EPN (vert foncé). 7 Fig.5. Parcelle d’échantillonnage temporaire 874610404 (structure équienne). Composition : EPN (vert foncé) Fig. 6. Parcelle d’échantillonnage temporaire 874615306 (structure équienne). Composition : EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge). 8 Fig. 7. Parcelle d’échantillonnage temporaire 874606501 (structure irrégulière). Composition : Peuplier (vert pâle), EPN (vert foncé), EPB et SAB (jaune), EPN non- marchande (rouge) Fig. 8. Parcelle d’échantillonnage temporaire 964901303 (structure irrégulière). Composition : PIG (bronze), EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge). 9 Fig. 9. Parcelle d’échantillonnage temporaire 874604102 (structure irrégulière). Composition : EPN (vert foncé). Fig. 10. Parcelle d’échantillonnage 874604104 (structure irrégulière). Composition : EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge). 10 Fig. 11. Parcelle d’échantillonnage temporaire 964940304 (structure inéquienne). Composition : PIG (bronze), EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge). Fig. 12. Parcelle d’échantillonnage temporaire 890700603 (structure inéquienne). Composition : PIG (bronze), EPN (vert foncé), EPN non-marchande (rouge).l