Sylviculture et rendement des forêts naturelles

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.

• Sylviculture et rendement des forêts naturelles; peuplements résineux
• Sylviculture et rendement des forêts naturelles; des peuplements mélangés
• Sylviculture et rendement des forêts naturelles; des peuplements feuillus

Tomes 1 et 2 du Guide sylvicole du Québec

La parution des tomes 1 et 2 du Guide sylvicole du Québec est l’accomplissement de plusieurs années de travail pour les chercheurs en sylviculture et rendement des forêts. La contribution de ceux-ci au tome 1 s’est faite principalement dans les fiches portant sur l’autécologie des espèces, notamment celles sur le bouleau jaune (110), l’épinette blanche (111), l’épinette rouge (82), le thuya occidental (91) ainsi que sur des aspects écologiques comme la remontée de la nappe phréatique (88).

Les chercheurs en sylviculture ont également participé à la production du tome 2 en tant qu’auteurs, réviseurs et éditeurs. Ils ont contribué à 11 chapitres traitant de la place de la sylviculture (86), des concepts et des traitements sylvicoles (93), des grands types de couvert (112), de la préparation de terrain (106), du drainage sylvicole (87), des éclaircies précommerciales (121) et commerciales (90), des traitements d’assainissement (81), des coupes totales (92), de la coupe progressive régulière (114), de la coupe progressive irrégulière (113) et de la coupe de jardinage avec gestion par arbres (85). Ils ont également contribué au glossaire et aux annexes. Enfin, ce travail leur a aussi permis de contribuer au Glossaire forestier commun du Ministère, une collaboration entre les secteurs des forêts, des opérations régionales et de la faune, ainsi que le Bureau du forestier en chef. Le manuscrit a été révisé, harmonisé et complété par le comité d’édition scientifique formé de chercheurs du Service de la sylviculture et du rendement des forêts.

Sylviculture et rendement des forêts naturelles; peuplements résineux

Enjeux

Étant donné leur étendue, les peuplements résineux naturels présentent une grande variabilité de structure, de composition et de conditions de croissance. L’aménagement durable de ces forêts requiert une diversité de connaissances relatives à leur développement. Des recherches en cours dans ce créneau portent sur les traitements sylvicoles couramment employés ou en testent de nouveaux, dans le but de permettre aux forestiers de prendre des décisions plus éclairées lors de l’élaboration de scénarios sylvicoles. Les connaissances acquises aideront à améliorer l’atteinte des objectifs poursuivis en fonction des caractéristiques du peuplement actuel, de sa variabilité naturelle, des conditions de la station et des critères d’application des traitements. Elles permettront aussi d’intégrer des aspects financiers et économiques à la prise de décision sylvicole.

Réalisations

Les chercheurs en sylviculture des peuplements résineux ont piloté un groupe de réflexion sur la sylviculture intensive de plantations dans un contexte d'aménagement écosystémique. Ce groupe a remis 11 recommandations aux autorités du Ministère (132) dans le but d’aider à la prise de décisions d’aménagement. Les chercheurs ont participé à un projet permettant de déterminer les effets des éclaircies sur le rendement des peuplements et la valeur faunique. Dans le cadre de ce projet, des mesures d’atténuation pour le maintien de la biodiversité régionale ont été élaborées (en collaboration avec des chercheurs de Faune Québec) (133). Ils ont aussi présenté des affiches lors d’une visite sur le terrain dans une plantation d’épinettes blanches en mélange avec des sapins établis naturellement, réalisée dans le cadre d’un colloque sur l’éclaircie commerciale (194). Ils ont alors eu l’occasion de présenter les principes d’application du traitement et d’en discuter.

Visite sur le terrain effectuée dans le cadre d'un colloque sur l'éclaircie commerciale (Photo : I. Rioux, CRÉ du Bas-Saint-Laurent).

Les contributions au tome 2 du Guide sylvicole du Québec ont également débouché sur la rédaction et la révision des fiches d’aide à la décision publiées par la Direction de l’aménagement et de l’environnement forestiers (DAEF) du Ministère. Ces fiches contenant des détails opérationnels sur les traitements sylvicoles seront disponibles pour orienter la prise de décisions sylvicoles dans les régions.

Les chercheurs ont aussi participé, en collaboration avec diverses organisations, à des projets ou à des comités sur :

• les effets d’interaction entre la récolte de la biomasse forestière, le climat et le type écologique sur la fertilité des sols et la productivité en forêt boréale;


• la caractérisation et la cartographie à l’aide du lidar des attributs structuraux des peuplements forestiers pour effectuer la planification opérationnelle de coupes partielles (en collaboration avec des chercheurs de l’Université Laval et de l’Université du Québec à Montréal);


• la sylviculture dans le contexte d’aménagement écosystémique et de populations abondantes d’orignaux dans l’est du Québec (en collaboration avec des chercheurs de l’Université Laval et de l’Université du Québec à Rimouski);


• la dégradation des sapinières soumises au broutement chronique qui peut engendrer diverses trajectoires successionnelles;


• le problème de régénération de l’épinette blanche dans les pessières blanches;


• l’atténuation des conséquences des épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sur le rendement des pessières, par une meilleure compréhension des facteurs déterminant la vulnérabilité des peuplements dans un contexte de changements climatiques (en collaboration avec des chercheurs du Service canadien des forêts, de l’Université du Québec à Chicoutimi et de l’Université du Québec à Montréal);


• l’adaptation aux changements climatiques de la conception et de la gestion du réseau d’aires protégées au Québec;


• la mise en œuvre et l’adaptation au contexte québécois d’une nouvelle catégorie d’aires protégées, soit l’aire protégée polyvalente, qui vise à intégrer l’utilisation durable des ressources naturelles (selon l’Union internationale pour la conservation de la nature);


• l’élaboration d’un guide de gestion de la densité pour l’épinette noire (en collaboration avec des chercheurs de l’Université Laval, de l’Université du Québec à Chicoutimi et du Service canadien des forêts);


• l’analyse du chablis et de la rentabilité de l’éclaircie commerciale en peuplements résineux (en collaboration avec des chercheurs de l’Université Laval et de l’Université du Québec à Chicoutimi);


• le transfert de connaissances sur la sylviculture du thuya occidental avec l’approche par micropeuplements auprès des régions du Québec et des États de la Nouvelle-Angleterre (en collaboration avec Les Industries Maibec inc., l’Université Laval, le Service canadien des forêts, le CERFO et le département de l'Agriculture des États-Unis (United States Department of Agriculture, USDA));


• le Glossaire forestier commun du Ministère (une collaboration entre les secteurs des Forêts, de la Faune, des Opérations régionales et le Bureau du forestier en chef).

Perspectives

• Les dispositifs de recherche et les réseaux de la mesure des effets réels établis dans une diversité de peuplements permettront d’étudier les effets complets à long terme de toute une gamme de traitements sylvicoles, tant en ce qui a trait aux caractéristiques dendrométriques qu’à d’autres attributs tels que ceux désirés dans un contexte d’aménagement écosystémique.


• Les effets à long terme de l’éclaircie précommerciale seront déterminés sur les caractéristiques à l’échelle de l’arbre ainsi qu’à celle du peuplement, notamment la production en volume dans une grande diversité de conditions et de compositions, sur l’ensemble du territoire québécois.


• Des dispositifs de recherche comprenant différentes intensités d’éclaircie ou de coupe partielle donneront des résultats pour un gradient de composition en résineux, et ce, malgré leur jeune âge, soit de 10 à 15 ans après le traitement. Ce sera le cas de deux dispositifs en sapinière (lac Ailloux et Labrieville), de deux autres en sapinière à épinette noire (Saint-Camille et Biencourt), d’un en pessière noire, en pinède grise et en peuplement mélangé constitué de ces deux essences (Harricana) et d’un en pinède grise (Normandin).


• Des dispositifs ou des placettes des réseaux de la mesure des effets réels ayant subi un traitement unique (p. ex., une éclaircie précommerciale) serviront aussi à acquérir des connaissances en lien avec l’application de scénarios sylvicoles, à savoir une séquence de traitements comme une éclaircie précommerciale suivie d’une éclaircie commerciale.


• La mise en œuvre de l’aménagement écosystémique fait naître un besoin d’évaluer le degré auquel les peuplements aménagés se rapprochent de la forêt naturelle. Pour ce faire, un cadre conceptuel est en élaboration pour quantifier le degré de naturalité des peuplements dans différents contextes écologiques et sylvicoles. L’applicabilité du concept est testée dans trois projets portant sur : (1) l’étude des bénéfices en termes de croissance, de coût d’exécution et de naturalité pour des variantes d’éclaircie précommerciale appliquées dans des jeunes peuplements; (2) la naturalité des peuplements dans différents contextes de plantation; et (3) la coupe progressive irrégulière en forêt feuillue.

Variante d'éclaircie précommerciale par trouées, appliquée dans des jeunes peuplements (Photo : S. Tremblay, MFFP).

Variante d'éclaircie précommerciale systématique appliquée dans des jeunes peuplements (Photo : S. Tremblay, MFFP).

• L’application des principes de l’aménagement écosystémique nécessitera l’élaboration de nouveaux traitements dont les effets devront eux aussi être examinés. Dans ce contexte, et afin de répondre à l’enjeu de raréfaction du thuya occidental, un dispositif de recherche sera installé pour expérimenter trois procédés de régénération. Ce projet s’ajoute aux collaborations déjà en cours pour le transfert de connaissances sur le thuya. Dans ce même contexte, un nouveau dispositif sera aussi établi en sapinière régulière, où la coupe progressive irrégulière sera appliquée pour former une structure complexe.


• Afin de tirer profit du plein boisement des peuplements, les critères d’application et le rendement du regarni de la régénération naturelle dans les peuplements résineux récoltés en coupe totale sont étudiés. Des recherches de site sont en cours en vue d’établir un deuxième dispositif dans le réseau québécois, le premier étant suivi depuis maintenant trois ans en Mauricie.

Sylviculture et rendement des forêts naturelles; peuplements mélangés

Enjeux

L’aménagement écosystémique constitue un défi de taille dans les forêts mixtes boréales et tempérées du Québec, en raison de la diversité d’espèces et de leurs modes de reproduction, de leur taux de croissance et de leur longévité. Pour se régénérer, certaines essences de valeur (p. ex : le bouleau jaune, l’épinette rouge et l’épinette blanche) ont des exigences physiologiques et écologiques particulières. De plus, l’omniprésence d’une forte concurrence végétale ajoute aux difficultés de régénération. Les chercheurs en sylviculture et rendement des peuplements mélangés travaillent à mettre au point des traitements sylvicoles novateurs adaptés à la complexité, à la richesse et à la dynamique de cet écosystème afin d’en assurer l’intégrité à long terme.

Dans les forêts de belle venue et les jeunes strates, on étudie les effets de différents traitements sylvicoles et de leurs variantes et modalités sur le microclimat, la régénération, la croissance des arbres résiduels et le rendement à long terme. D’autres recherches expérimentent des méthodes de remise en production pour les peuplements dégradés de la sapinière à bouleau jaune. Certains dispositifs couvrent aussi des aspects plus fondamentaux mais essentiels à notre compréhension de l’écosystème forestier, comme la physiologie des jeunes arbres et leur acclimatation aux modifications du microenvironnement après des traitements sylvicoles, de manière à mieux en définir les modalités.

Réalisations

Les recherches sur la sylviculture des bétulaies jaunes résineuses (BjR) nous ont renseignés davantage sur la taille des trouées sylvicoles pouvant améliorer le statut compétitif de l’épinette rouge préétablie. Les résultats du dispositif d’Armagh II en Chaudière-Appalaches nous indiquent que les trouées de 100 à 300 m² ont été bénéfiques à la physiologie de l’épinette, lui permettant de croître aussi vite que le sapin, ce qui n’a pas été le cas dans des ouvertures plus petites (moins de 100 m²) ou plus grandes (de l’ordre de 700 m²) (11). Puisque l’établissement de nouveaux semis est difficile, ces résultats mettent en lumière l’importance d’ouvrir progressivement le couvert pour capitaliser sur la régénération préétablie d’épinette rouge.

Semis naturel d'épinette rouge préétabli en sous-bois, mesurant près de 70 cm de hauteur et âgé d'une trentaine d'années (Photo : D. Dumais, MFFP).

Les recherches sur la sylviculture des peuplements mixtes à feuillus intolérants à l’ombre montrent que la coupe progressive est un traitement prometteur pour limiter l’enfeuillement. Les résultats de 10 ans dans une tremblaie résineuse de Sagard, dans Charlevoix, indiquent qu’il est possible de favoriser le développement de la régénération résineuse préétablie et de limiter le drageonnement par l’application de coupes partielles d’établissement prélevant jusqu’à 65 % de la surface terrière (32). La deuxième phase de ce projet a été amorcée en procédant à la coupe finale à l’automne 2013, 12 ans après l’application de la coupe d’établissement. La coupe avec protection des petites tiges marchandes a été choisie pour la coupe finale, afin de favoriser à nouveau les résineux établis en sous-étage plutôt que les feuillus intolérants. Le réseau de placettes de régénération a été restauré pour entreprendre un suivi de 5 ans commençant à l’été 2014. Celui-ci permettra de quantifier les effets globaux de la coupe progressive en 2 phases pour limiter l’enfeuillement en forêt mixte boréale.

Aperçu du parterre de coupe après la coupe finale d'une tremblaie résineuse de Sagard en 2013, et gain de croissance radiale d'une tige d'épinette à la suite de la coupe d'établissement pratiquée 12 ans auparavant (Photos : M. Prévost, MFFP).

L'année 2013-2014 a été marquée par de nombreuses activités de transfert de connaissances, notamment la publication d'avis de recherche forestière (56, 57, 58), des présentations (149, 188, 189) et des visites terrain (187).

Perspectives

Les analyses des données de 10 ans de plusieurs dispositifs de recherche en forêt mixte permettront de livrer prochainement des résultats. En matière de sylviculture des bétulaies jaunes résineuses de belle venue, nous en apprendrons davantage sur :

• la croissance et la qualité des arbres résiduels en fonction de patrons de coupe utilisant des trouées de 20, 30 et 40 m de diamètre, dans le comté de Portneuf;


• le microenvironnement, la régénération et la croissance des arbres résiduels selon différents patrons de coupe de jardinage (par pied d’arbres, par groupe d’arbres, avec trouées), dans les Appalaches;


• l’établissement, la survie et le développement individuel de semis naturels d’épinette rouge, en fonction de différentes conditions d’établissement (sans intervention et avec patrons de coupe de jardinage), dans les Appalaches.

En matière de sylviculture des peuplements mixtes à feuillus intolérants, des résultats sur la croissance des arbres résiduels après une coupe partielle dans la tremblaie résineuse de Charlevoix sont en voie d’être publiés.

Sylviculture et rendement des forêts naturelles; peuplements feuillus

Enjeux

Les recherches en sylviculture et rendement des forêts naturelles axées sur les peuplements feuillus visent à tester des pratiques forestières permettant l’aménagement durable et écosystémique de ces forêts, en particulier pour la réhabilitation des forêts appauvries. Ces recherches sur les effets des traitements sylvicoles s’articulent autour de trois axes principaux. Le premier concerne l’étude de la croissance des arbres et du rendement en matière ligneuse des peuplements. Le second s’intéresse à la dynamique de la régénération des peuplements et aux facteurs qui l’influencent. Le troisième axe vise à caractériser les attributs écologiques des arbres et des peuplements en fonction des traitements sylvicoles, afin de déterminer les méthodes produisant le plus de qualité et de valeur des tiges.

Réalisations

Les résultats de régénération, 5 ans après des coupes de jardinage par trouées ou par parquets dans le réseau des effets réels, ont été diffusés (41). Ils indiquent que les coefficients de distribution de la régénération du bouleau jaune et des autres essences désirées dépassent généralement ceux escomptés par le Ministère.

Quatre activités de transfert ont été tenues lors d’ateliers de travail, de colloques et de visites sur le terrain, pour diffuser les plus récents résultats de recherche en sylviculture au sujet des coupes de jardinage, des coupes progressives irrégulières et de l’éclaircie commerciale dans les peuplements feuillus (160, 161, 162, 199). Avec l’intérêt grandissant suscité par l’acériculture, il est de plus en plus important de sensibiliser les intervenants au bien-fondé de réaliser des traitements sylvicoles, et ce, tant pour la production de sève que pour la production conjointe de sève et de bois d’œuvre. Deux présentations ont été faites sur ce thème (169, 204).

Perspectives

Les chercheurs en sylviculture et rendement des peuplements de feuillus comptent poursuivre les projets de recherche à long terme afin d'appuyer les décisions sylvicoles.

• Des résultats sur la croissance et le rendement d'éclaircies commerciales de différentes intensités serviront à déterminer les modalités d'application les plus avantageuses et les rendements associés à l'éclaircie commerciale des pinèdes à pin blanc et des pinèdes à pin rouge de l'Outaouais.


• Les effets de deux modalités d’éclaircie commerciale pratiquées dans des bétulaies blanches de 70 et de 90 ans montreront leur influence sur la croissance et la qualité du bouleau à papier, et démontreront la pertinence de pratiquer une telle intervention pour la production de bois d’œuvre de qualité.


• Les résultats sur la régénération après des coupes progressives irrégulières et les simulations de scénarios de réhabilitation des forêts feuillues à l’aide de ces coupes permettront de mieux définir l’application potentielle de ces traitements ainsi que les méthodes de simulations et les rendements escomptés.


• Le contrôle mécanique de la régénération du hêtre à grande feuilles, combiné à des coupes partielles de différentes intensités, permettra de mieux définir les stratégies d’intervention opérationnelles afin de limiter l’envahissement du hêtre observé dans certaines érablières.


• L’évaluation des effets à moyen et à long terme de modalités particulières des coupes partielles sur les rendements forestiers et économiques nécessite des outils de simulations de l’évolution des peuplements. Des analyses et des simulations permettront de quantifier les effets de plusieurs modalités particulières sur les rendements à l’échelle du peuplement.


• Les chercheurs de l’équipe collaborent avec ceux du créneau de modélisation afin de mettre à jour les modèles de croissance, de recrutement, de mortalité, d’évolution de la qualité et de prévisions du panier de produits dans le simulateur SaMARE. Ces mises à jour, effectuées à partir des données recueillies dans les dispositifs de l’équipe de sylviculture, permettront de mieux évaluer les effets des coupes partielles en forêt feuillue et mixte.


• Les effets quinquennaux de trouées sylvicoles de diverses dimensions permettront de déterminer et de quantifier l’effet de facteurs tels que la grandeur des trouées, la position dans les trouées, les lits de germination et l’abondance des essences concurrentes sur la régénération du bouleau jaune.


• Les résultats du jardinage acérico-forestier sur la production de sève au cours des premières années après la coupe permettront de définir la ou les approches à privilégier en fonction des objectifs, à savoir la production exclusive de sève ou non.

Étude de tronçonnage de l'érable à sucre dans le cadre de l'établissement d'un dispositif expérimental (Photo : F. Guillemette, MFFP).

Aperçu d'une coupe progressive irrégulière à régénération lente, 4 ans après la coupe dans une érablière à bouleau jaune située à Duchesnay (Photo : F. Guillemette, MFFP).

 

© Gouvernement du Québec, 2016-2023