dynamique naturelle, influence du climat et développement doutils daménagement forestier...
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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!
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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
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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
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Dynamique naturelleDynamique naturelle
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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%
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•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.)
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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
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• 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
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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)
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Effets des épidémies d’insectes sur Effets des épidémies d’insectes sur la dynamique forestièrela dynamique forestière
• Kneeshaw, Morin, Bergeron, etc
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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
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Ontario
Minnesota
WildernessCore
CanadaEast
USSouth
USWest
CanadaWest
Alternative“Core” Design
Lake Superior
USEast?
Does management affect SBW & FTC outbreaks?
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Effets du chablis sur laEffets du chablis sur ladynamique forestièredynamique forestière
• Ruel, Kneeshaw, Harvey, etc
Voir l’affiche de Reyes, Kneeshaw et DeGrandpré
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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.
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Effets des trouées sur la Effets des trouées sur la dynamique forestièredynamique forestière
• Voir les affiches de Arbour, Caron, DeGrandpré, Reyes, St-Denis
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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 %
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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
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Outils de modélisation
• Voir affiches de Vepakoma, Laamrani
• Laib, Papaik, Poulin, Valeria
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- 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
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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
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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
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0Développement du réseau routier au Kitcisakik
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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
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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!
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L’utilisation de la géomatique surtout le LIDAR pour mieux comprendre la dynamique forestière et la croissance des arbres – St-Onge et collaborateurs
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Expansion des trouéesExpansion des trouéesVert : Ouvertures 1998Vert : Ouvertures 1998 Rouge : Ouvertures 2003Rouge : Ouvertures 2003
Voir l’affiche de Vepakoma, St-Onge et Kneeshaw
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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
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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
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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.
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Aménagement écosystémique
• Voir affiches de la chaire AFD et la Chaire Cote Nord
• Claveau, Kneeshaw & Gauthier
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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
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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
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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
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Essais sylvicoles – basé sur la dynamique naturelle
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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
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Le plus grand réseau de coupes Le plus grand réseau de coupes partielles dans la forêt boréale!partielles dans la forêt boréale!
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Essais sylvicoles dans Témiscamingue Nord – peut-on s’inspirer
de la dynamique de la forêt mixte ?Nouveau projet CRSNG-Industrie – Harvey et al.
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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
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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
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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
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Perceptions des communautés• Dernièrement plus d’intérêt pour les questions
sociales et économiques de l’effet de la foresterie sur différentes communautés (Panama)
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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
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• 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.
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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)
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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