Abstracts
Résumé
Nous avons documenté les caractéristiques physiographiques, climatiques et écologiques du domaine bioclimatique de la pessière noire à mousses le long d’un transect longitudinal de 1 000 km, de l’Abitibi à la Basse-Côte-Nord. Dans la portion ouest du domaine, le climat continental et plus sec favorise les feux. Les pessières à épinette noire et celles à épinette noire et à pin gris constituent les peuplements dominants. Les pessières à épinette noire et sapin baumier augmentent en importance dans la portion centrale du domaine, tandis que sur la Côte-Nord, les feux moins fréquents et le climat plus humide favorisent les sapinières perturbées par les épidémies d’insectes. C’est dans cette région que la proportion de forêts âgées de plus de 100 ans est la plus élevée. Les pessières à lichens et les lichénaies sont aussi plus abondantes à l’est de Sept-Îles. L’ampleur des changements observés montre qu’il est primordial de considérer le gradient longitudinal pour expliquer la répartition des formations végétales de la forêt boréale, au même titre que le gradient latitudinal qui, lui, est beaucoup plus souvent étudié.
Mots-clés :
- épinette noire,
- feu,
- gradient écologique,
- pin gris,
- sapin baumier
Abstract
The black spruce-moss forest is the largest bioclimatic domain in Québec (Canada), extending east from the Abitibi region to the Basse-Côte-Nord region. We documented changes in climate, ecological disturbance, surface deposit, topography and vegetation cover along a 1 000-km longitudinal transect through this domain. In the western portion, where the drier continental climate favours wildfire, black spruce and mixed black spruce–jack pine forests predominate. In the central portion, black spruce–balsam fir forests increase in importance. Further east, the more humid climate of the Côte-Nord region, where wildfires are less frequent, favours pure balsam fir and balsam fir–black spruce forests, which have been heavily affected by insect outbreaks. The proportion of mature stands (>100 years) is highest in this region. Lichen woodlands and lichen-heaths are more abundant east of Sept-Îles. The extent of the changes observed shows that the longitudinal gradient is just as important as the latitudinal gradient in explaining the distribution of plant communities in the boreal forest, although the latter has been studied more often.
Keywords:
- balsam fir,
- black spruce,
- ecological gradient,
- fire,
- jack pine
Download the article in PDF to read it.
Download
Appendices
Remerciements
Cette étude a été rendue possible grâce au financement accordé par le ministère des Forêts de la Faune et des Parcs par le biais du Fonds vert (Action 27.5 – Vulnérabilité des forêts et des activités forestières aux changements climatiques). Nous avons apprécié la collaboration de Valérie Roy et Ann Delwaide pour leur aide lors de la confection des figures. Nous remercions les deux évaluateurs anonymes dont les commentaires et suggestions ont permis d’améliorer la première version du manuscrit, ainsi que toute l’équipe du Naturaliste canadien pour le travail d’édition.
Notes biographiques
Pierre-Luc Couillard (ingénieur forestier, M. Sc.) est étudiant au doctorat au Département de géographie de l’Université Laval et professionnel au ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec
Serge Payette (B. Sc. appl. agronomie-pédologie et géographe, Ph. D.) est professeur titulaire au Département de biologie, conservateur de l’Herbier Louis-Marie et chercheur en écologie et paléoécologie au Centre d’études nordiques de l’Université Laval.
Martin Lavoie (géologue, Ph. D.) est professeur titulaire au Département de géographie et chercheur en paléoécologie au Centre d’études nordiques de l’Université Laval.
Jason Laflamme (ingénieur forestier, M. Sc.) est professionnel au ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec.
Bibliographie
- Bergeron, Y., S. Gauthier, M. Flannigan et V. Kafka, 2004. Fire regimes at the transition between mixedwood and coniferous boreal forest in northwestern Quebec. Ecology, 85 : 1916-1932.
- Boiffin, J. et A.D. Munson, 2013. Three large fire years threaten resilience of closed crown black spruce forests in eastern Canada. Ecosphere, 4 : art. 56.
- Bouchard, M. et D. Pothier, 2010. Spatiotemporal variability in tree and stand mortality caused by spruce budworm outbreaks in eastern Quebec. Canadian Journal of Forest Research, 40 : 86-94.
- Bouchard, M., D. Pothier et S. Gauthier, 2008. Fire return intervals and tree species succession in the North Shore region of eastern Quebec. Canadian Journal of Forest Research, 38 : 1621-1633.
- Bowman, D.M.J.S., J.K. Balch, P. Artaxo, W.J. Bond, J.M. Carlson, M.A. Cochrane, C.M. D’Antonio, R.S. DeFries, J.C. Doyle, S.P. Harrison, F.H. Johnston, J.E. Keeley, M.A. Krawchuk, C.A. Kull, J.B. Marston, M.A. Moritz, I.C. Prentice, C.I. Roos, A.C. Scott, T.W. Swetnam, G.R. van der Werf et S.J. Pyne, 2009. Fire in the earth system. Science, 324 : 481-484.
- Côté, D., F. Girard, F. Hébert, S. Bouchard, R. Gagnon et D. Lord, 2013. Is the closed crown boreal forest resilient after successive stand disturbances? A quantitative demonstration from a case study. Journal of Vegetation Science, 24 : 664-674.
- Couillard, P-L., M. Frégeau, S. Payette, P. Grondin, M. Lavoie et J. Laflamme, 2016. Dynamique et variabilité naturelle de la pessière à mousses au nord de la région du Lac-Saint-Jean, Québec. Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, Direction des inventaires forestiers, 35 p. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/rapport-dynamique.pdf.
- Couillard, P-L., S. Payette, M. Lavoie et M. Frégeau, 2018. Macrocharcoal-based chronosequences reveal shifting dominance of conifer boreal forests under changing fire regime. Ecosystems, 21 : 1183-1195.
- Desponts, M. et S. Payette, 1992. Recent dynamics of jack pine at its northern distribution limit in the northern Quebec. Canadian Journal of Botany, 70 : 1157-1167.
- Environnement Canada, 2018. Archives climatiques nationales du Canada.Disponible en ligne à : http://climate.weatheroffice.gc.ca. [Visité le 2018-05-15].
- Gauthier, S., Y. Bergeron et J-P. Simon, 1993. Cone serotiny in jack pine: ontogenetic, positional, and environmental effects. Canadian Journal of Forest Research, 23 : 394-401.
- Girard, F., S. Payette et R. Gagnon, 2008. Rapid expansion of lichen woodlands within the closed-crown boreal forest zone over the last 50 years caused by stand disturbances in eastern Canada. Journal of Biogeography, 35 : 529-537.
- Girard, F., S. Payette et R.Gagnon, 2009. Origin of the lichen-spruce woodland in the closed-crown forest zone of eastern Canada. Global Ecology and Biogeography, 18 : 291-303.
- Girard, F., S. Payette et R. Gagnon, 2011. Dendroecological analysis of black spruce in lichen–spruce woodlands of the closed-crown forest zone in eastern Canada. Ecoscience, 18 : 279-294.
- Girard, F., L. DeGrandpré et J.-C. Ruel, 2014. Partial windthrow as a driving process of forest dynamics in old-growth boreal forests. Canadian Journal of Forest Research, 44 : 1165-1176.
- Girardin, M.P., J. Tardif, M.D. Flannigan et Y. Bergeron, 2006. Synoptic-scale atmospheric circulation and boreal Canada summer drought variability of the past three centuries. Journal of Climate, 19 : 1922-1947.
- Grondin, P., J. Noël et D. Hotte, 2007. L’intégration de la végétation et de ses variables explicatives à des fins de classification et de cartographie d’unités homogènes du Québec méridional. Mémoire de recherche forestière no 150, ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec, Direction de la recherche forestière, Québec, 62 p. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/recherche/Grondin-Pierre/Memoire150.pdf.
- Heinselman, M.L., 1973. Fire in the virgin forests of the Boundary Waters Canoe Area, Minnesota. Quaternary Research, 3 : 329-382.
- Hufty, A., 1968. Les climats thermiques du Québec méridional. Cahiers de géographie du Québec, 12 : 25-47.
- Jasinski, J.P.P. et S. Payette, 2005. The creation of alternative stable states in the southern boreal forest, Québec, Canada. Ecological Monographs, 75 : 561–583.
- Johnson, E.A., 1992. Fire and vegetation dynamics: studies from the North American boreal forest. Cambridge University Press, Cambridge, 129 p.
- Lavoie, L. et L. Sirois, 1998. Vegetation changes caused by recent fires in the northern boreal forest of eastern Canada. Journal of Vegetation Science, 9 : 483-492.
- LeGoff, H., M.D. Flannigan, Y. Bergeron et M.P. Girardin, 2007. Historical fire regime shifts related to climate teleconnections in the Waswanipi area, central Quebec, Canada. International Journal of Wildland Fire, 16 : 607-618.
- Logan, T., I. Charron, D. Chaumont et D. Houle, 2011. Atlas de scénarios climatiques pour la forêt québécoise. Ouranos et ministère des Ressources naturelles et de la Faune, Québec, 55 p. Disponible en ligne à : https://agriclimat.ca/wp-content/uploads/2018/10/1.-Atlas-climatique-for%C3%AAt.pdf.
- Morin, H. et D. Laprise, 1990. Histoire récente des épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette au nord du lac Saint-Jean, Québec : une analyse dendrochronologique. Canadian Journal of Forest Research, 20 : 1-8.
- [MRN] Ministère des Ressources naturelles, 1999. Base de données topographiques du Québec (BDTQ) à l’échelle de 1/20 000, Normes de production, version 1.0. Direction de la cartographie topographique, Québec, 322 p.
- [MRNF] Ministère des Ressources naturelles et de la Faune, 2009. Normes de cartographie écoforestière, Troisième inventaire écoforestier. Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec, Direction des inventaires forestiers, Québec, 95 p. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/norme-cartographie-ecoforestiere.pdf.
- Oksanen, J., F.G. Blanchet, M. Friendly, R. Kindt, P. Legendre, D. McGlinn, P.R. Minchin, R.B. O’Hara, G.L. Simpson, P. Solymos, M.H.H. Stevens, E. Szoecs et H. Wagner, 2017. Vegan: Community Ecology Package. R package version 2.4-5.
- Pausas, J.G. et E. Ribeiro, 2017. Fire and plant diversity at the global scale. Global Ecology and Biogeography, 26 : 889-897.
- Payette, S., 1992. Fire as a controlling process in the North American boreal forest. Dans : Shugart, H.H., R. Leemans et G.B. Bonan (édit.). A systems analysis of the global boreal forest. Cambridge University Press, Cambridge, p. 144-165.
- Payette, S. et A. Delwaide, 2003. Shift of conifer boreal forest to lichen-heath parkland caused by successive stand disturbances. Ecosystems, 6 : 540-550.
- Payette, S. et A. Delwaide, 2018. Tamm review: The North-American lichen woodland. Forest Ecology and Management, 417 : 167-183.
- Payette, S., C. Morneau, L. Sirois et M. Desponts, 1989. Recent fire history of the northern Québec biomes. Ecology, 70 : 656-673.
- Payette, S., N. Bhiry, A. Delwaide et M. Simard, 2000. Origin of the lichen woodland at its southern range limit in eastern Canada: the catastrophic impact of insect defoliators and fire on the spruce–moss forest. Canadian Journal of Forest Research, 30 : 288-305.
- Pollock, S.L. et S. Payette, 2010. Stability in the patterns of long-term development and growth of the Canadian spruce-moss forest. Journal of Biogeography, 37 : 1684-1697.
- Proulx, H., G. Jacques, A. M. Lamothe et J. Litynski, 1987. Climatologie du Québec méridional. Rapport no 65, ministère de l’Environnement du Québec, Direction de la météorologie, Québec, 131 p.
- R development Core team, 2011. R: A language and environment for statistical computing. Software, R Foundation for Statistical Computing. Vienne, Autriche. Disponible en ligne à : http://www.R-project.org/.
- Robitaille, A., D. Robert, J.-P. Saucier et F. Chénard, 1994. Cartographie des districts écologiques; normes et techniques. Ministère des Ressources naturelles du Québec, Direction de la gestion des stocks forestiers, Québec, 109 p. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/carto-district-ecol-normes-et-tech-4.pdf.
- Saucier, J.-P., A. Robitaille, P. Grondin, J.-F. Bergeron et J. Gosselin, 2011. Les régions écologiques du Québec méridional (4e version). Carte à l’échelle de 1/1 250 000. Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/forets/inventaire/pdf/carte-regions-ecologiques.pdf.
- Skinner, W.R., M.D. Flannigan, B.J. Stocks, D.M. Martell, B.M. Wotton, J.B. Todd, J.A. Mason, K.A. Logan et E.M. Bosch, 2001. A 500 mb synoptic wildland fire climatology from large Canadian forest fires, 1959–1996. Theoretical and Applied Climatology, 71 : 157-169.
- Stocks, B.J., J.A. Mason, J.B. Todd, E.M. Bosch, B.M. Wotton, B.D. Amiro, M.D. Flannigan, K.G. Hirsh, K.A. Logan, D.L. Martell et W.R. Skinner, 2003. Large forest fires in Canada, 1959-1997. Journal of Geophysical Research, 108 (D1) : 8149.
- Veilleux-Nolin, M. et S. Payette, 2012. Influence of recent fire season and severity on black spruce regeneration in spruce-moss forests of Quebec, Canada. Canadian Journal of Forest Research, 42 : 1316-1327.
- Veraverbeke, S., B.M. Rogers, M.L. Goulden, R.R. Jandt, C.E. Miller, E.B. Wiggins et J.T. Randerson, 2017. Lightning as a major driver of recent large fires years in North American boreal forests. Nature Climate Change, 7 : 529-534.
- Ward, C., D. Pothier et D. Paré, 2014. Do boreal forests need fire disturbance to maintain productivity? Ecosystems, 17 : 1053-1067.
- Weir, J.M.H., E.A. Johnson et K. Miyanishi, 2000. Fire frequency and the spatial age mosaic of the mixed-wood boreal forest in the western Canada. Ecological Applications, 10 : 1162-1177.
- Westerling, A.L., T.J. Brown, A. Gershunov, D.R. Cayan et M.D. Dettinger, 2003. Climate and wildfire in the Western United States. Bulletin of the American Meteorological Society, 84 : 595-604.