Dynamique naturelle, influence Dynamique naturelle, influence du climat et développement du climat et développement

d’outils d’aménagement forestier d’outils d’aménagement forestier écologiqueécologique

Travaux des labos Bélanger, Bergeron, Travaux des labos Bélanger, Bergeron, Berninger, Bouchard, Fyles, Kneeshaw, Berninger, Bouchard, Fyles, Kneeshaw,

Leduc, Messier, Margolis, Morin, Munson, Leduc, Messier, Margolis, Morin, Munson, Parrott, Plamondon, Pothier, Potvin, Ruel, Parrott, Plamondon, Pothier, Potvin, Ruel,

St-Onge et d’autres!St-Onge et d’autres!

Changement climatiqueChangement climatique

• Modélisation• Réponse des feux• Changement de composition• Utilisation des outils comme la

dendrochronologie

• Voir affiches de Berninger, Drolet, Humbert, Lefrancois, LeGoff, Lemieux, Tarroux

Current burn rate

0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00%

Historical burn rate

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

Biodiversity andYield constraint

Yieldconstraint

Biodiversityconstraint

Low constraint

Yield constraint

Biodiversity constraint

Current burn rates

0.00% 0.05% 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30%

Historical burn rates

0.30%

0.40%

0.50%

0.60%

0.70%

0.80%

Temis S

Waswanipi

Abitibi E

Central Quebec

Temis N

Abitbi SE

North Shore

Abitibi NW

Abitibi SW

Gaspesie

R ² = 0.52y = 0.995x + 0.379n = 10

Effets additifs ou non de la récolte forestière selon un changement climatique

Bergeron et al. CJFR 2007

Dynamique naturelleDynamique naturelle

Gauthier et al.

20% 70%

55%

Quantité de forêts de plus de 100 ans sous un régime naturel des feux (300 dernières années)

20%70%

•Étudier les fréquences de feux le long de gradients géographiques (E-W, N-S) à l’intérieur d’une région de 65000 km2 correspondant au territoire de la chaire Sylviculture-Faune

•Étudier la dynamique forestière à l’aide des données d’inventaire (PEP, PET) et de chronoséquences (illustrées)

•Examiner l’évolution du volume ligneux, particulièrement lors de la phase de transition entre peuplements équiennes et inéquiennes

Figure: Localisation des anciens feux et des deux chronoséquences (à établir en 2007)

Objectifs:

Dynamique forestière et possibilité sur la Côte Nord (D. Pothier et coll.)

Étude de la dynamique naturelle: Étude de la dynamique naturelle: Jean-Claude RuelJean-Claude Ruel

• Comprendre la dynamique naturelle de régénération pour une diversité d’espèces:– bouleau jaune– Thuya– épinette noire– épinette blanche– sapin…

• Utiliser cette connaissance pour développer des méthodes sylvicoles adaptées

• Collaborations:– Louis Bélanger– Alison Munson– Christian Messier– David Pothier– Hubert Morin– Dan Kneeshaw– Yves Bergeron

• Fort potentiel de régénération naturelle pour la majorité des espèces

• Plusieurs facteurs peuvent limiter la régénération: disponibilité des semences, lits de germination, lumière disponible…

• La sylviculture peut agir de façon efficace sur la plupart de ces facteurs

Étude de la dynamique naturelle: Étude de la dynamique naturelle: Jean-Claude RuelJean-Claude Ruel

Dynamique de la forêt feuillue• Temporary sample plots

across bioclimatic domains 1-4– Mature (>70 years old)

deciduous stands– 645 plots per decade

• The two natures of the change:– Absolute density– Relative abundance

• Beech is abundant is most regions

• Maple peaks in the bioclimatic domain 3

Gravel, Messier, Beaudet, Lechowicz, Canham etc

0

2

4

6

8

10

12

14

1970 1980 1990

Décennal

Sur

face

terr

ière

(m²/

Ha)

ERS

HEG

0

200

400

600

800

1000

1200

1970 1980 1990

Décennal

Den

sité

de

tiges

(N

/Ha)

Effets des épidémies d’insectes sur Effets des épidémies d’insectes sur la dynamique forestièrela dynamique forestière

• Kneeshaw, Morin, Bergeron, etc

Étude pas-Canadien des effets de trois insectes importantes

MPB: MOUTAIN PINE BEETLE

SBW: SPRUCE BUDWORM

FTC: FOREST TENT CATERPILLAR

WET

DRY

CO

LDH

OT

Fringe sitesCore sitesOutbreakDynamics

IntensityExtent

MonitoringImpact

SFM:PlanningModeling

DSS

System

InsectPopulations

ClimateChange

ForestCondition

ForestResponse

Altered GrowthMortality

RegenerationSuccession

Sources of Uncertainty

OutbreakDynamics

IntensityExtent

MonitoringImpact

SFM:PlanningModeling

DSS

System

InsectPopulations

ClimateChange

ForestCondition

ForestResponse

Altered GrowthMortality

RegenerationSuccession

Sources of Uncertainty

Kneeshaw et al SFMN

Ontario

Minnesota

WildernessCore

CanadaEast

USSouth

USWest

CanadaWest

Alternative“Core” Design

Lake Superior

USEast?

Does management affect SBW & FTC outbreaks?

Effets du chablis sur laEffets du chablis sur ladynamique forestièredynamique forestière

• Ruel, Kneeshaw, Harvey, etc

Voir l’affiche de Reyes, Kneeshaw et DeGrandpré

Sommaire génerale de la comparaison TBE vs Chablis en Gaspésie

Characteristique Tordeuse chablis

Regeneration (arbres)

cyclique ↑feuilleux, régénération pré-établie, source des graines, exposition des sols

Debris ligneux gross. 1o SAB, beaucoup des chicots, BOB mort après

Plus d’arbres déracinés

Herbes Tolerants persistent, mais avec un densité ↓↓↓

↑ heterogeneité, ↑ intolérants

Taille >0.5 à 100 ha** >0.5 à 50 ha**

Severité Canopé, sub-canopé affectés

Régénération pré-établie intacte

Canopé, sub-canopé et régénération pré-établie affectés

Intervalles de retour 30 à 50 ans** 650 à 17 000 ans**Reyes et al.

Effets des trouées sur la Effets des trouées sur la dynamique forestièredynamique forestière

• Voir les affiches de Arbour, Caron, DeGrandpré, Reyes, St-Denis

Année de création de trouées par espèce

Pic création de trouéesen 1976

Nom

bre

de t

rou

ées

(%)

Années

1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

5

10

15

20

1950 1960 19701940 20000

5

10

15

20

1980 1990

Épidémie sévère TBE1974-1979

épinette

sapin

42 %

24 %

0 10 20 30 40 50 60

Pro

bab

ilité

de s

urv

ie

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

19742004 19791992

EE

ES

SS

285

100

73

58 13

10

22

80

55

44 ans

71 ans

Temps (ans)

Périodes de rotation

Outils de modélisation

• Voir affiches de Vepakoma, Laamrani

• Laib, Papaik, Poulin, Valeria

- Évaluation de la dynamique des peuplements et des paysages naturels- Effets possibles des changements climatiques au niveau du peuplement et du paysage- Évaluation de différentes approches d’aménagement écosystémique- Évolution de peuplements complexes suite à la coupe

Christian Messier – Sustainable forest management (UQAM)Christian Messier – Sustainable forest management (UQAM)

SORTIE-ND: SORTIE-ND: Explicite au niveau Explicite au niveau spatialspatial

SELES: au niveau du SELES: au niveau du paysagepaysage

Modélisation au niveau du peuplement et du payage

L’approche globale pour le “TOOLKIT”

Social System

Processes

Model Tools

Assessment

SuccessionGrowth and YieldNatural DisturbancesHabitat selection

SORTIE (fine-scale)LANDIS (broad-scale)

BAP Toolbox• Coarse Filter Indicators• Fine Filter IndicatorsCaribou Habitat

Harvest schedulingSilvicultural treatmentsRoad networking

PATCHWORKSWoodstock-Stanley

Annual Allowable CutCosts/BenefitsJob opportunities

Acceptability

Integrative ToolsSELES

Real Options

Values & PerceptionsTraditional UseRecreational QualityCaribou Populations Access to Forests

Maximum Local Job Creation

Ecological System Economic System

What processes do we model?

What modeling tools do we

apply?

What are the indicators success?

AvailableData

Desire for SFM

SQ50

SQ100

SQ150

EM50

EM100

EM150

0

Modèle de paysage évaluant deux types d’aménagement

SQ = status quo EM = Ecosystem management

Les zones blanches sont les vieilles forêts

0Développement du réseau routier au Kitcisakik

Lael Parrott, GéographieLael Parrott, GéographieUniversité de MontréalUniversité de Montréalhttp://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/http://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/

Axes de recherche du Laboratoire de systèmes complexes

• Modélisation de systèmes complexes modélisation spatiotemporelle des écosystèmes; effets des perturbations humaines et naturelles (ex., coupes forestières, espèces invasives)

• Analyse de données écologiques étude

de la complexité écologique; caractérisation de la dynamique complexe; analyse de données spatiotemporelles

Lael Parrott, GéographieLael Parrott, GéographieUniversité de MontréalUniversité de Montréalhttp://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/http://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/

Exemples de projets au Laboratoire de systèmes complexes

• Modélisation orienté individu des écosystèmes avec WIST

• Modélisation de la croissance des racines (projet de Christine Grenier, voir notre affiche!)

• Développement d’indicateurs de suivi des forêts à l’aide de mesures de la complexité spatiale et spatiotemporelle (projet de Raphaël Proulx, travail de terrain sur Mont St. Hilaire)

• Modélisation de la co-évolution des espèces (projet d’Élise Filotas)

Nous aimerions collaborer avec vous!

L’utilisation de la géomatique surtout le LIDAR pour mieux comprendre la dynamique forestière et la croissance des arbres – St-Onge et collaborateurs

Expansion des trouéesExpansion des trouéesVert : Ouvertures 1998Vert : Ouvertures 1998 Rouge : Ouvertures 2003Rouge : Ouvertures 2003

Voir l’affiche de Vepakoma, St-Onge et Kneeshaw

Changement de composition forestière de 1997 à 2003 basé sur le LIDAR

(St-Onge et collab.)

Assessment year

HW SW Mix NF Total

1997 254 829 1619 135 2837

2003 756 587 1519 24 2936

Bilan de carbone/Productivité Bilan de carbone/Productivité forestièreforestière

• Les sources et puits du carbone préoccupe le public

• Car la forêt est dynamique le bilan de carbone varie

• La productivité influence le carbone et la possibilité forestière

• Compétition forestière• Voir affiches Drolet, Margolis et al• Sainte-Marie, Leduc et al

Séquestration du carbone dans les Séquestration du carbone dans les sols forestierssols forestiers

• Influence d’essence, traitement sylvicole sur les stocks de carbone dans le sol

• Mécanismes de stabilisation du carbone dans le sol

• Séquestration par les plantation• Affiche: Maillard et al.

Aménagement écosystémique

• Voir affiches de la chaire AFD et la Chaire Cote Nord

• Claveau, Kneeshaw & Gauthier

Restauration du pin blanc dans le Restauration du pin blanc dans le contexte d’aménagement écosystémique contexte d’aménagement écosystémique

Alison Munson et al.Alison Munson et al.

• Stratégies sylvicoles pour la régénération du pin blanc: intensives et extensives

• Stratégies à l’échelle du paysage (modélisation)

• Stratégies dans le contexte du changement climatique

Aménagement écosystémique en forêt boréale: perturbations, dynamique forestière et aménagement forestier – Un livre par les

chercheurs du CEF (et d’autres)• Section 1. Introduction

– 1 Aménagement forestier écosystémique : origines, fondements et application– 2 Les régimes de perturbations– 3 La fréquence des feux et l’aménagement forestier inspiré des perturbations

naturelles• Section 2. Variations spatio-temporelles des régimes de perturbations • I Régimes des grandes perturbations en forêt boréale de l’est du Canada

– 4 Climat et perturbations – 5 Organisation spatiale des forêts sous régime de feux et de coupes à l’échelle

du paysage et de la perturbation– 6 Régime des épidémies de la TBÉ – 7 Dynamique des épidémies de la livrée des forêts dans l’est du Canada

• II Régimes de perturbations et dynamiques forestière: exemples régionaux– 8 Gaspésie – 9 Vers un aménagement écosystémique de la forêt boréale de la Côte-Nord – 10 Un Aménagement écosystémique de la pessière à mousses du nord de la

ceinture d’argile québécoise– 11 Dynamique forestière de la forêt provinciale Duck Mountain, Manitoba

Aménagement écosystémique en forêt boréale: perturbations, dynamique forestière et aménagement forestier – Un livre par les

chercheurs du CEF (et d’autres)

• Section 3. Mise en œuvre de l'approche d'aménagement écosystémique • I Traitements sylvicoles

– 12 Le coffre à outils : la sylviculture et l'aménagement écosystémique en forêt boréale et en forêt mixte

– 13 Évaluation sylvicole et écologique de la coupe partielle dans la forêt boréale de la ceinture d’argile

– 14 Modélisation des peuplements complexes et de l’effet des traitements sylvicoles • II Déploiement des stratégies d'aménagement

– 15 Aménagement écosystémique de la forêt mixte : exemple de la Forêt du Lac Duparquet

– 16 Projet Tembec: "Implantation d’une stratégie d’aménagement forestier s’inspirant de la dynamique naturelle"

– 17 Mise en œuvre du modèle de perturbations naturelles: – 18 Implementation of ecosystem-based planning for old forest habitats and canopy

lichen communities in BC• III Monitoring

– 19 Suivi de l’avifaune• Section 4. Changements climatiques

– 20 Des solutions d’aménagement pour faire face aux changements climatiques, l’exemple des feux de forêt

• Section 5. Conclusion

Essais sylvicoles – basé sur la dynamique naturelle

Coupe totale Coupe selective

1ère cohorte 3ème cohorte2ème cohorte

Coupe partielle

Regénération

troués

Feu (CPRS)

Feu(CPRS) Feu

(CPRS)

Feu (CPRS)

Feu (CPRS) Feu

(CPRS) troués

Épinette noire

Mixte

Le plus grand réseau de coupes Le plus grand réseau de coupes partielles dans la forêt boréale!partielles dans la forêt boréale!

Essais sylvicoles dans Témiscamingue Nord – peut-on s’inspirer

de la dynamique de la forêt mixte ?Nouveau projet CRSNG-Industrie – Harvey et al.

Schéma conceptuel du projet

Naturaldynamics

Gaps…

Outbreaks…

Windthrow…..

Fire

Sev

erity

grad

iant

ComparisonStand scale

Composition & structureRecruitment/mortality

Silviculture

Gap cuts…

Partial cuts…

Variable retention

…..Clear cuts

Past responsesReconstruction project

Short-term responsesSilvicultural trials

Future responsesModel simulations

MODIFICATION OF SILVICULTURAL

PRACTICES

Secteur de coupes par bandes

Secteur de CPE - scarification

Secteur de comparaison de coupes

Secteur de coupes par bandes

Secteur de CPE - scarification

Secteur de comparaison de coupes

Perceptions des communautés et évaluation économique

• Dernièrement plus d’intérêt pour les questions sociales et économiques de l’effet de la foresterie sur différentes communautés

• Voir affiches de Cea Roa• Berninger, K., Kneeshaw et Messier• Civil• Latrémouille • Lazarovici • Tonye• Saint-Arnaud

Perceptions des communautés• Dernièrement plus d’intérêt pour les questions

sociales et économiques de l’effet de la foresterie sur différentes communautés (Panama)

Problématique forestière à Kitcisakik 50% du territoire récolté depuis 1970 10 compagnies forestières détiennent des CAAFs 4 600 km de chemins forestiers Stratégies d’aménagement non adaptées Langage forestier complexe Processus de consultation mal adapté Crise forestière en 1998

La communauté Kitcisakik, St-Arnaud et al

• Pourquoi vous avez choisi cette photo ?• Pour expliquer la réalité du mensonge forestier.

• Quels sont vos impressions, vos sentiments, vos émotions par rapport à cette photo?

• Eh! Bien, pour moi il n’y a que du faux, car si vous regardez bien en arrière des arbres, c’est vide et défriché. Même la forêt est en train de mourir, tout comme la culture de mon peuple.

Comparing forest perceptions amongst regions and user groups – Berninger, K. et al

Professionals (Finland)

Environmentalists

Forest owners Multiple users

(Finland)

INDIVIDUAL

SOCIETY

ECONOMY NATURE

Professionals (The Mauricie)

Professionals (Central Labrador)

Innu

Metis

Multiple users(Central Labrador)

Multiple users(The Mauricie)

Axe 4

• Les chercheurs de CEF sont très actifs (dynamiques) à l’échelle nationale sur les questions de la dynamique forestière naturelle et sur l’aménagement écosystémique