Soutenance mémoire
Matériel et méthode
Les DLG provenant de la forêt riveraine ont été prélevés exhaustivement sur des tronçons de la zone littorale de chacun des deux lacs d’ étude. Au total, 230 mètres répartis en deux tronçons de 140 mètres et 90 mètres de longueur et séparés par une falaise ont été échantillonnés au lac 1. Le premier tronçon se caractérise par un fond de lac à pente faible et régulière jusqu’ à une profondeur maximale d’ environ 1 m alors que le second comprend un talus d’ environ 1 m de dénivelé à 4-5 mètres de distance à la rive. Un tronçon unique de 280 mètres a été échantillonné au lac II. L’ ensemble des DLG jonchant le fond des lacs ou enfouis partiellement ou complètement dans les 10 premiers centimètres des sédiments a été prélevé par un plongeur le long de chacun des tronçons retenus. On a systématiquement noté leur profondeur dans l’eau, leur distance à la rive, ainsi que leur degré d’ enfouissement dans les sédiments (complètement enfouis, partiellement enfouis, complètement exposé). Ces spécimens ont été portés sur la rive où on a décrit leur forme (présence d’un système racinaire, tronc droit ou courbé), mesuré leur longueur et leur diamètre maximum, décrit l’état de leur surface (lisse ou érodée) et recherché d’éventuelles traces de feu sur les troncs ou les branches. La limite des feux récents dans les forêts riveraines a été décrite.
Une section transversale de tronc a été prélevée au diamètre maximal de chaque DLG et finement poncée pour détermination, par dendrochronologie, de la période de vie des arbres correspondants. Les espèces (épinette noire, mélèze laricin) ont été identifiées par l’ anatomie du bois (Hoadley, 1990). Pour chaque échantillon, deux rayons ont été numérisés à 4800 dpi afin de mesurer la largeur des cernes annuels de croissance grâce au logiciel OSM (SCIEM 2002). L’ interdatation des échantillons s’est effectuée avec la moyenne des deux rayons grâce au logiciel PAST4 (SCIEM 2004) en utilisant en plus COFECHA (Holmes 1983) comme outil de validation. Une série de cernes pâles (Filion et al. 1986) a été développée pour les sites d’ étude afin d’ aider à l’ interdatation (Annexe A : Compilation des cernes diagnostiques observés au Lac 1 (391-2004 AD)). Une première série flottante a été calée précisément sur l’échelle calendaire (859 AD – 1238 AD) par interdatation avec des séries de référence de largeur des cernes et de cemes pâles provenant de la région de Radisson (D. Arseneault, données non publiées) et de la rivière Boniface (Arseneault & Payette 1997, 1998). Une deuxième série flottante n’ a pu être calée sur l’échelle calendaire et a été datée au radiocarbone, à partir de 4 cernes de croissance prélevés au centre d’ un échantillon, par la méthode AMS au laboratoire de radiochronologie du Centre d’études nordiques de l’université Laval. La date 14C obtenue a été calibrée sur l’ échelle calendaire grâce au programme CALIB 5.10 (Reimers et al. 2004).
Structure du réservoir de DLG Au total, 427 spécimens ont été extraits de la zone littorale du lac I, comparativement à 263 au lac II. La densité totale de DLG par mètre linéaire de rivage était plus forte au lac I (l,4/m) qu ‘ au lac II (0,9/m ; Tableau 1). Les densités de DLG complètement exposés étaient également supérieures au lac 1 (l , lIm) qu’ au lac II (0,7/m). Dans les deux lacs, une forte majorité des spécimens étaient des troncs droits sans souche, non connectés à la rive et qui correspondaient à la partie supérieure des arbres tombés dans l’ eau. Bien que faibles dans les deux lacs, les proportions de spécimens connectés à la rive ou possédant un tronc courbé étaient significativement plus élevées dans le lac 1 que dans le lac II (P < 0,001 ; test exact de Fisher). En revanche, il n’existait aucune différence significative de l’ abondance des spécimens possédant une souche entre les deux lacs (P :::: 0,09 ; test exact de Fisher). Dans les deux lacs, la majorité des DLG à été trouvée à moins de 12 mètres du rivage et moins de 2 mètres de profondeur (Figures 3 et 4) et la densité des DLG diminuait progressivement avec la distance au rivage. Contrairement au lac II, le lac 1 se caractérisait par une concentration très importante de DLG dans les 50 premiers centimètres du rivage, reflétant en partie la plus grande proportion de spécimens encore connectés à la rive (Tableau 1).
De même, une plus grande variabilité de la profondeur des DLG au – delà de 4 à 5 mètres de distance du rivage au lac 1 qu’ au lac II, reflétait la présence d’un talus dans le profil bathymétrique du deuxième tronçon au lac 1 (Figure 4). Des DLG ont été trouvés jusqu’ à 23 mètres du rivage au lac II, comparativement à 15 mètres au lac 1. La nature différente de la dynamique sédimentaire littorale entre les lacs se répercute sur le degré d’enfouissement des DLG. Même si les DLG complètement exposés ou partiellement enfouis dominaient fortement dans les deux lacs, représentant ensemble respectivement 84 % et 94 % des spécimens dans les lacs 1 et II, on a trouvé une plus grande proportion de DLG complètement enfouis dans le lac 1 que dans le lac II (16 % vs 6 %). Plusieurs autres DLG complètement enfouis sous plus de 10 cm de sédiments ont été détectés dans le site 1 sans avoir été échantillonnés. Les spécimens partiellement enfouis représentaient 8 % des DLG dans chacun des sites. Dans les deux lacs, les spécimens complètement ou partiellement recouverts de sédiments apparaissaient en petit nombre aux alentours de 1,5 mètre du rivage, mais la plupart se trouvaient au-delà de 4 à 5 mètres de distance. Leur abondance relative augmentait avec la distance au rivage (Figure 3 et 4) et leurs densités les plus importantes étaient atteintes entre 4 et 12 mètres du rivage. Malgré une faible abondance, les DLG avec une surface lisse étaient plus nombreux au site 1 (7,6 % des spécimens) qu’au site II où ils étaient complètement absents.
Taux d’apport et temps de résidence des débris ligneux
Le succès de datation des DLG par dendrochronologie a été influencé par le nombre de cernes annuels de croissance dans les échantillons. Des taux de datation de 40 % (lac I) et 28 % (lac II) reflètent une plus forte proportion de spécimens comportant moins de 70 cernes annuels dans le lac II (50 % des spécimens) que dans le lac I (19 % des spécimens). Les distributions de fréquences des spécimens en fonction du nombre de cernes de croissance (Figure 5) étaient significativement différentes entre les deux sites (Test de Kolmogorov-Smirnov, P < 0,001). Les DLG comportaient une moyenne de 105 ± 40 cernes dans le lac I, comparativement à 74 ± 28 dans le lac II. La datation des DLG indique que leur temps de résidence dans l’eau a varié fortement entre les deux lacs. Les échantillons interdatés couvrent une période de temps beaucoup plus longue au site I (859-1994 AD) qu’au site II (1477-1957 AD) (Figure 6). Ce contraste entre les sites est encore plus important en considérant une série flottante datée au radiocarbone par la méthode AMS (ULGAS-1066; 1695 ± 15 BP ; 323-407 AD) et qui se situe autour de la période allant de 344-633 AD au site 1. Trois des treize individus composant cette chronologie étaient complètement exposés, suggérant qu ‘ ils ont résidé dans l’ eau pendant plus de 1300 ans après leur mort. En comparaison, les échantillons du site II les plus anciens avaient un dernier cerne annuel de croissance se situant vers l’ an 1600 AD, indiquant un temps de résidence dans l’ eau d’environ 400 ans. Au lac I, il existe une relation significative mais faible entre l’âge des DLG et la distance à la rive (R2 = 30 0,284 ; P < 0,0001). Aucune relation similaire n’ a été détectée au lac II (R2 = 0,009 ; P = 0,43).
L’historique des apports de DLG a également différé entre les lacs, notamment en réponse à des histoires de feux différentes dans les forêts riveraines (Figure 6). Un seul feu semble avoir influencé les apports de DLG depuis l’an 860 AD au site l, où un DLG avec des charbons sur ses branches latérales indique un feu vers 1245 AD. Cet incendie a possiblement détruit une forte proportion de la forêt riveraine puisque aucun des arbres correspondant aux DLG interdatés n’aurait survécu au feu. Par la suite, après un délai d’environ 150 ans, le lac 1 s’est caractérisé par des apports continus et réguliers de DLG jusqu’à nos jours. Ce délai est un maximum et peut avoir été surestimé puisque plus de la moitié des échantillons récoltés n’ont pu être datés. Au lac II, des traces de charbons sur les branches de 16 DLG ont permis de dater un feu responsable d’un apport massif de bois dans l’ eau aux alentours de l’an 1900 AD. De plus, des cicatrices prélevées sur des arbres riverains indiquent un autre feu en 1955 AD. La structure spatiale de la forêt actuelle (patrons de densité et de hauteur des tiges), de même que l’ emplacement des arbres cicatrisés, suggèrent que ce feu a complètement détruit environ 50 % de la forêt riveraine. Le feu de 1955 n’ a pas provoqué d’apports massifs de DLG, probablement parce qu ‘ il est survenu trop rapidement après le feu de ca 1900, empêchant ainsi le développement d’ arbres assez imposants pour générer de gros DLG.
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Table des matières
RÉSUMÉ
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ANNEXES
INTRODUCTION GÉNÉRALE
1. Approche théorique de l’écologie des flux transversaux dans la biosphère
2. Les débris ligneux: Un cas de transfert transversal organique entre écosystèmes
RÉFÉRENCES
INTRODUCTION
AIRES D’ ÉTUDE
MATÉRIEL ET MÉTHODE
RÉSULTATS
1. Structure du réservoir de DLG
2. Taux d’apport et temps de résidence des débris ligneux
DISCUSSION
1. Influence des feux sur les apports de DLG
2. Structure du réservoir de DLG
CONCLUSION
RÉFÉRENCES
CONCLUSION GÉNÉRALE
RÉFÉRENCES
ANNEXES
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