Écosystèmes et environnement

Note : Le numéro qui apparaît entre parenthèses correspond à celui de l'activité de diffusion scientifique dont la liste se trouve dans la section Publications de 2013-2014.

La forêt québécoise évolue sous l’influence de divers facteurs environnementaux tels que les changements climatiques, les dépôts atmosphériques acidifiants de soufre et d’azote, ainsi que la récolte forestière. Ces facteurs peuvent tous avoir une incidence sur la fertilité des sols, la croissance, le taux de mortalité et la répartition géographique des espèces et, par conséquent, sur la productivité globale des forêts. Les chercheurs en écosystèmes et environnement travaillent à comprendre la réaction des forêts au regard des facteurs environnementaux et à guider le développement des stratégies d’aménagement favoriseront le maintien, la résilience et l’adaptation des forêts.

Réalisations

Erablières : fertilité, biodiversité et chaulage

• Les seuils de fertilité des sols dans les érablières ont été mis à jour afin de permettre le diagnostic précis de leurs besoins en chaux (31).
  
  
• Le chaulage des érablières peu fertiles avec du calcium a amélioré à la fois la nutrition, la vigueur et la croissance de l’érable à sucre (29), quoique l’ajout simultané de calcium et de magnésium se soit montré plus efficace.
  
  
• Le chaulage pourrait favoriser la présence de certaines espèces de vers de terre dans les érablières au cours des prochaines décennies (30), ce qui pourrait modifier la diversité biologique, le cycle des éléments nutritifs du sol, voire la dynamique forestière.
  
  
• Le chaulage des érablières n’a pas eu d’effet direct et à court terme sur la salamandre cendrée, l’un des vertébrés les plus abondants dans les forêts du sud du Québec et du nord-est de l’Amérique du Nord (27).
  
  
• Le suivi des sols forestiers en réponse aux changements environnementaux a aussi fait l’objet d’une attention particulière, en collaboration avec d’autres chercheurs en Amérique du Nord (22).
  
  
• Dans une érablière au sol peu fertile, l’ajout répété d’azote, même à de faibles doses, a provoqué une baisse marquée de la concentration foliaire en calcium des érables à sucre. Cela soulève des inquiétudes quant à la pérennité de cette essence sur des stations pauvres (28) si les apports atmosphériques azotés se maintiennent à des taux relativement élevés dans le futur.

Pollution atmosphérique et régime nutritif des arbres au Québec

• Le régime nutritif des principales essences forestières du Québec a été décrit dans le Guide sylvicole du Québec (99, 100).
  
  
• L’équipe de recherche a contribué à des études traitant de la pollution atmosphérique, notamment dans le Guide sylvicole du Québec (98).
  
  
• Les effets des précipitations de sulfate sur la forêt boréale ainsi que le cycle du soufre ont été étudiés avec une approche novatrice incluant les isotopes du sulfate (18).
  
  
• Plusieurs études ainsi qu’une revue de littérature (24) ont aussi été publiées sur le thème de l’azote, que ce soit dans le cadre de recherches sur les polluants atmosphériques ou encore d’études sur les effets combinés des dépôts en azote et des changements climatiques.
  
  
• Une étude a montré que des ajouts d’azote dans une pessière ont eu peu d’effets sur les communautés mycorhiziennes (34), contrairement à ce qui est souvent rapporté dans la littérature.

Changements climatiques

• Des expériences in situ en forêt boréale (sapin baumier) ont montré que l’ajout d’azote combiné au chauffage des sols ont eu peu d’effet sur la croissance des arbres et la disponibilité des éléments nutritifs (8, 9); cependant, les mêmes peuplements, soumis à une exclusion des précipitations simulant une sécheresse estivale, ont vu leur croissance diminuer de 21 % l’année suivante (7).
  
  
• Après 3 ans de chauffage artificiel du sol en forêt, le carbone minéralisable dans les sols a été réduit dans une proportion de 16 à 25 % (6).
  
  
• Une étude sur les terres agricoles abandonnées dans la région de la forêt mixte de l’est du Québec a montré qu’en 50 ans, les plantations d’épinette blanche accumulaient plus de carbone que la succession naturelle, mais que l’écart n’apparaissait qu’à partir de la 23e année (38).
  
  
• Des travaux de recherche impliquant des scénarios climatiques et des modèles d’habitats ont permis d’estimer les impacts des changements climatiques sur la composition forestière et la biodiversité (44, 61, 62).

Réseau d'étude et de surveillance des écosystèmes forestiers (RESEF)

L’acquisition de connaissances sur la dynamique des écosystèmes forestiers naturels, en rapport avec l’effet des diverses perturbations environnementales, s’est poursuivie grâce au monitorage du RÉSEF et des trois bassins versants qui en font partie, y compris les expériences à long terme d’ajout d’azote. En 2013, une nouvelle station du RÉSEF a été installée sur la Côte-Nord, à proximité du barrage de la Romaine-IV, dans le domaine de la forêt boréale coniférienne de l’Est. Cette région n’était pas encore représentée dans le réseau.

Perspectives d'avenir

Les activités de recherche se poursuivront afin de mieux comprendre les effets des changements globaux sur la vulnérabilité des écosystèmes forestiers à l’échelle des peuplements forestiers et sur la répartition et la croissance des arbres au Québec.

L’équipe de recherche entreprendra l’analyse des données recueillies pour connaître l’effet de la récolte de la biomasse forestière effectuée il y a plus de 30 ans sur le capital nutritif des sols dans près de 200 stations dans la forêt boréale.

Transfert et diffusion

Au total, les activités et collaborations de recherche ont conduit à la production de 14 publications scientifiques (6, 7, 8, 9, 18, 22, 24, 27, 28, 29, 30, 31, 34, 38), de 5 chapitres de livres (61, 62, 98, 99, 100) et d’un mémoire de recherche (44). En outre, plus d’une dizaine de conférences ont permis de transmettre les résultats à des clientèles variées.