IMPORTANCE DE L’ÉPINETTE NOIRE POUR LA FORÊT BORÉALE CANADIENNE

IMPORTANCE DE L’ÉPINETTE NOIRE POUR LA FORÊT BORÉALE CANADIENNE

IMPORTANCE DE L’ÉPINETTE NOIRE POUR LA FORÊT BORÉALE CANADIENNE

Les forêts boréales couvrent 14.5 pour cent du territoire terrestre (Melillo et al, 1993), formant du nord au sud, une ceinture continue de 1000 km de largeur. Elles s’étendent en Amérique du Nord, en Europe et en Asie (Encyclopédie Canadienne, 2009). Élément de la biodiversité mondiale, l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP), domine largement la forêt boréale de l’est du continent Nord-Américain (Gagnon et Morin, 2001). Présente uniquement en Amérique du Nord (Gagnon, 1988; Viereck et al, 1990), elle est de par son abondance et ses propriétés, une essence très importante économiquement. La qualité des ses fibres en fait une espèce très appréciée autant dans la fabrication du papier que dans celle du bois d’oeuvre (Gagnon et Morin, 2001; Zhang et Koubaa, 2008). Pourtant, ces dernières années, les attentes societal es envers l’aménagement sylvicole en forêt boréale ont évolué. Les forestiers doivent désormais relever autant de défis que la protection de la diversité et de la qualité environnementale, l’intégration du style de vie des premières nations, le maintien des activités récréotouristiques et la production de matériel renouvelable (Côté et Bouthillier, 1999).

Ainsi, la réduction de la disponibilité en bois de sciage recommandée en 2004 par la Commission Coulombe (Coulombe et al, 2004), associée à l’augmentation de la compétition mondiale au sein de l’industrie forestière, implique la mise en place de nouvelles stratégies sylvicoles pour augmenter le volume de bois produit sur un territoire limité, tout en permettant l’atteinte des objectifs sociétaux à grande échelle. Contrairement aux traitements sylvicoles associés à la régénération des peuplements tels que la coupe à blanc ou les coupes progressives, l’éclaircie commerciale est généralement considérée comme un moyen d’éduquer les peuplements au même titre que l’élagage ou le débroussaillage (Doucet et al, 2009). Cependant, les coupes partielles, dont font partie les éclaircies, apparaissent selon certains auteurs comme un choix judicieux pour atteindre les contraintes de développement et de mondialisation du marché tout en conservant une bonne qualité de production (Zhang et al, 2006; Thorpe et Thomas, 2007; Thorpe et al, 2007).

UNE TECHNIQUE SYLVICOLE ÉPROUVÉE POUR RÉPONDRE AUX BESOINS D’AUJOURD’HUI : L’ÉCLAIRCIE COMMERCIALE ?

L’éclaircie commerciale est en vigueur depuis plusieurs décennies dans les forêts mélangées et feuillues du sud du Québec, aux États-Unis et en Europe (Worthington et Staebler, 1961 ; Bella et De Franceschi, 1974). Plus récemment, et de façon moins documentée, les compagnies forestières ont réalisé des traitements d’éclaircie commerciale dans les peuplements naturels d’épinettes noires en forêt boréale. L’intervention consiste en une coupe partielle effectuée dans un peuplement qui n’est pas arrivé à maturité afin de stimuler la croissance des tiges résiduelles tout en récoltant une certaine quantité de bois (Doucet et al. 2009). Théoriquement, il existe différentes manières de réaliser une éclaircie (Doucet et al. 2009), soit :

— l’éclaircie par le bas : on enlève les tiges dans l’étage dominé afin de favoriser celles de l’étage dominant;

— l’éclaircie par le haut : on élimine les dominants les moins prometteurs afin de stimuler la croissance des autres tiges de ce même étage;

— l’éclaircie jardinatoire : on enlève les tiges dominantes pour favoriser celles des étages codominants et intermédiaires;

— l’éclaircie libre : on intervient dans plusieurs étages à la fois;

— l’éclaircie systématique : on laisse un espacement constant entre les tiges résiduelles.

La pratique d’éclaircie commerciale est préconisée dans les peuplements moyennement âgés pour augmenter la disponibilité en bois de sciage, réduire la période de révolution des peuplements (Curtis et Marshall, 2002) et leurs coûts d’aménagement (Cameron, 2002). Cependant, les objectifs varient suivant le type de peuplement (plantation ou naturel) dans lequel elle est réalisée (Gouvernement du Québec, 2003). En effet, par le choix d’un scénario d’éclaircies, le sylviculteur peut façonner en grande partie l’évolution du peuplement et atteindre les objectifs de production prédéterminés (Thiffault et al, 2003). Les effets de l’éclaircie commerciale ont ainsi été étudiés sur différents peuplements de pin gris {Pinus banksiana Lamb., Bella et De Franceschi, 1974 ; Schneider et al, 2008), de pin sylvestre (Pinus sylvestris L., Mâkinen et Isomaki, 2004b ; Mâkinen et al, 2005) ou d’épinette de Norvège (Picea abies (L.) Karst, Jaakola et al, 2005). Les auteurs s’accordent généralement sur le fait que l’éclaircie régularise l’accroissement et la croissance d’une forêt (Prégent, 1998 ; Petrâs, 2002). Plus particulièrement, les éclaircies par le bas peuvent favoriser la sélection des meilleurs phénotypes et accélérer le temps de récolte en haussant l’âge auquel l’accroissement annuel moyen culmine (O’Neil, 1998 ; Cameron, 2002).

L’effet réel sur le gain en volume reste cependant controversé. Alors que Stinson (1999) observe un accroissement du volume total de la récolte dans les peuplements de sapin Douglas {Pseudotsuga menziessii (Mirb.) Franco) 50 ans après le traitement, Mâkinen et Isomâki (2004a), qui travaillent sur des peuplements d’épinette de Norvège, 27 ans après le traitement, constatent que l’accroissement total du volume et le volume marchand produit par hectare sont plus importants chez les peuplements témoins. Lussier (2007), qui étudie des pessières noires 40 ans après le traitement, pourrait «réconcilier» ces auteurs puisqu’il suggère qu’alors qu’une éclaircie commerciale modérée ne se justifie pas pour augmenter le volume marchand à courte échéance; à longue échéance une éclaircie de forte intensité pourrait apporter un gain en volume en raison de l’augmentation de la vigueur du peuplement.

OUVERTURE DU PEUPLEMENT ET RÔLE DES RACINES

Pourtant, l’ouverture du peuplement peut entraîner des conséquences néfastes sur la stabilité des arbres. Ainsi, l’éclaircie commerciale peut entraîner des dommages conséquents à la charge de la neige sur les branches ou encore rendre les peuplements plus susceptibles aux chablis (Cameron, 2002). D’après Cremer et al. (1982) ou Savill (1983), les dommages causés par la neige et la chute des arbres lors des tempêtes pourraient ainsi augmenter du fait de la plus faible stabilité des arbres lors de l’ouverture des milieux et entraîner une perte économique significative dans les peuplements éclaircis. Parce que la stabilité des individus dépend du développement adéquat du système racinaire (Fayle, 1975), certains auteurs ont étudié le développement des racines et son rôle sur la stabilité du peuplement après ouverture de la canopée (Stokes et al, 1995 ; Nicoll et Dunn, 2000 ; Ruel et al, 2003 ; Bergeron et al, 2009). Nicoll et Dunn (2000) ont démontré une croissance adaptée à la pression du vent favorisant la distribution de la croissance des racines proches de la base des tiges d’épinette de Sitka (Picea sitchensis (Bong.) Carr.). D’autres études ont porté sur la compétition pour l’eau et les nutriments (Mitchell et al, 1993). Pourtant, alors que le système racinaire semble être un très bon indicateur sur la croissance de l’arbre et la qualité du bois (Bôhm, 1979 ; Bernier et al, 1995), peu d’études concernant le développement des racines en réaction à l’éclaircie ont jusqu’alors été réalisées (Mitchell, 2000 ; Valinger étal, 2000).

DU GAIN DE CROISSANCE À LA QUALITÉ DU BOIS : VERS LA VALEUR AJOUTÉE

La qualité est une notion subjective qui doit être précisée dans chaque contexte. Josza et Middleton (1997) définissent la qualité du bois en fonction des caractéristiques qui le valorisent dans le cadre d’une utilisation donnée. Les caractéristiques déterminant la qualité d’un bois peuvent être inhérentes à l’espèce ou dépendre des conditions de croissance. Plusieurs auteurs ont démontré qu’une augmentation de croissance chez les conifères induisait généralement un rehaussement de la largeur du bois initial par rapport à celle du bois final et l’allongement du temps de transition entre le bois juvénile et le bois mature (Barbour et al, 1994; Zhang et al, 1996; Koga et Zhang, 2002). Les résineux répondraient donc à l’éclaircie en produisant du bois de densité plus faible (Carter et al, 1986; Barbour et al, 1992; Debell et al, 2004; Kang et al, 2004). Bien que l’évaluation du gain en volume demeure une priorité, le fait que l’accroissement radial induit par les traitements puisse entraîner une diminution des propriétés mécaniques du bois (Zhang et al, 1998) est un élément important à prendre en considération. De plus, Viens (2001), Pape (1999) ou encore Barbour et al (1992) ont démontré que les premières années suivant le traitement, la forme de la tige, notamment son défilement, pouvait être modifiée. Cameron (2002) a observé que les arbres résiduels produisaient plus de bois de réaction, ce qui diminue la qualité de la fibre.

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Table des matières

RÉSUMÉ
ABSTRACT
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
REMERCIEMENTS
CHAPITRE 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1. IMPORTANCE DE L’ÉPINETTE NOIRE POUR LA FORÊT BORÉALE CANADIENNE
1.2. UNE TECHNIQUE SYLVICOLE ÉPROUVÉE POUR RÉPONDRE AUX BESOINS D’AUJOURD’HUI : L’ÉCLAIRCIE COMMERCIALE ?
1.3. OUVERTURE DU PEUPLEMENT ET RÔLE DES RACINES
1.4. DU GAIN DE CROISSANCE À LA QUALITÉ DU BOIS : VERS LA VALEUR AJOUTÉE
1.5. LE TERRITOIRE ÉTUDIÉ
1.6. HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS
1.7. RÉFÉRENCES
CHAPITRE 2 RADIAL GROWTH RESPONSE OF BLACK SPRUCE ROOTS AND STEMS TO COMMERCIAL THINNING IN THE BOREAL FOREST
2.1. ABSTRACT
2.2. INTRODUCTION
2.3. METHODS
2.3.1. Study Area
2.3.2. Data
2.3.3. Dendrochronology
2.3.4. Radial Growth
2.3.5. Competition Index
2.3.6. Stastitical analyses
2.4. RESULTS
2.4.1. Stem Growth Response
2.4.2. Root Response
2.4.3. Comparison between stem and Root Radial Growth
2.5. DISCUSSION
2.5.1. Growth Response
2.5.2. Variables Influencing Response to Thinning
2.5.3. Roots and Stem Growth
2.6. CONCLUSIONS
2.7. ACKNOWLEDGEMENTS
2.8. REFERENCES
CHAPITRE 3 YIELD OF BLACK SPRUCE STANDS FOLLOWING COMMERCIAL THINNING: A WAY TOWARDS FULFILLING NEW MANAGEMENT EXPECTATIONS 73
3.1. ABSTRACT
3.2. INTRODUCTION
3.3. MATERIAL AND METHODS
3.3.1. Study area
3.3.2. Sampling and volume calculation
3.3.3. Statistical analysis
3.4. RESULTS
3.4.1. Individual tree volume growth
3.4.2. Stand increment
3.5. DISCUSSION
3.5.1. Individual tree volume growth
3.5.2. Stand increment
3.5.3. Yield allocation and implications for forest ecosystem-based management
3.6. CONCLUSION
3.7. ACKNOWLEDGMENTS
3.8. REFERENCES
CHAPITRE 4 HOW DOES COMMERCIAL THINNING INFLUENCE PROFILE SHAPE IN PiCEA MARIANA: A CASE-STUDY IN QUEBEC’S BOREAL FOREST
4.1. ABSTRACT
4.2. INTRODUCTION
4.3. MATERIAL AND METHODS
4.3.1. Study area
4.3.2. Sampling
4.3.3. Radial growth and relative height
4.3.4. Stem shape and taper calculation
4.3.5. Other parameters influencing taper and stem form
4.3.6. Statistical analysis
4.4. RESULTS
4.4.1. Radial growth response along stem, taper and stem shape variation
4.4.2. Parameters influencing taper and stem shape
4.5. DISCUSSION
4.6. CONCLUSION
4.7. ACKNOWLEDGMENTS
4.8. REFERENCES
CHAPITRE 5 VARIATION IN BLACK SPRUCE (PICEA MARIANA (MILL.) BSP) WOOD QUALITY AFTER THINNING
5.1. ABSTRACT
5.2. INTRODUCTION
5.3. MATERIALS AND METHODS
5.3.1. Study area
5.3.2. Sampling
5.3.3. Sample analysis
5.3.4. Statistical analysis
5.4. RESULTS
5.4.1. Growth variation
5.4.2. Ring density variation
5.4.3. MOE variation with thinning.
5.4.4. Stem height influence on MOE and average RD
5.5. DISCUSSION
5.5.7. Variation in wood characteristics due to thinning.
5.5.2. Variation in wood characteristics with tree height
5.6. CONCLUSION
5.7. ACKNOWLEDGEMENTS
5.8. REFERENCES
CHAPITRE 6 DOES TIMING MAKE THE DIFFERENCE ON THE PROFITABILITY OF COMMERCIAL THINNING IN THE BOREAL FOREST?
6.1. ABSTRACT
6.2. INTRODUCTION
6.3. STUDY AREA
6.4. DATA
6.5. METHODS
6.5.1. Prediction of products recovery
6.5.2. Economic analysis
6.5.3. Influence of lumber price fluctuations
6.5.4. Retrospective analysis
6.5.5. Statistical analyses
6.6. RESULTS
6.6.1. Lumber products recovery
6.6.2. NPVprediction
6.6.3. Retrospective analysis
6.7. DISCUSSION
6.7.1. Products recovery
6.7.2. Thinning profitability
6.7.3. Limits analysis
6.8. CONCLUSION
6.9. ACKNOWLEDGMENTS
6.10. LITERATURE
CHAPITRE 7 CONCLUSION GÉNÉRALE
7.1. IMPLICATIONS SYLVICOLES
7.1.1.1. Éclaircie commercial et croissance des peuplements
7.1.1.2. Éclaircie commerciale et qualité du bois
7.1.1.3. Implication économique
7.2. CONTRIBUTION SCIENTIFIQUE ET ORIGINALITÉ DE L’ÉTUDE
7.3. PERSPECTIVES DE RECHERCHES
7.4. RÉFÉRENCES

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