Objectifs présentés. Discussion générale

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1 Risque de feux et productivité forestière, de part et d autre de la limite nordique d attribution des forêts dans un contexte de changements climatiques Sylvie Gauthier Collaborateur : Yves Bergeron, Martin Girardin, Frédéric Raulier, Adam Ali, André Robitaille, Nicolas Mansuy, France Oris, Rik Van Bogaert, Rija Rapanoela 1

2 2 Questions q Quels sont les fluctuations des régimes des feux passés, actuels et futurs entre le 49 o et le 53 o? q Face à la fréquence des feux, la capacité de régénération des écosystèmes est-elle suffisante pour maintenir des forêts de densité et de productivité satisfaisante pour soutenir les activités commerciales d'aménagement? q Quelles sont les relations croissance-climat feu dans le contexte des CC?

3 3 Objectifs présentés 1. Reconstituer la fréquence des feux au cours des derniers millénaires à partir des charbons de bois préservés dans des sédiments lacustres et tourbeux. 2. Évaluer les liens entre la fréquence des feux, l aridité du milieu et la capacité d établissement des forêts après feu. 3. Établir les relations croissance-climat-feu pour le passé proche et utiliser ces liens afin de faire une modélisation de la fréquence future des feux. 4. Évaluer le portrait forestier en fonction de la productivité actuelle et potentielle des peuplements. Discussion générale

4 4 1. La fréquence des feux passés Temps!me 0 cal.bp young 8000 cal.bp old Data5on 14 C Charbons de bois Feu de forêt Oris et al J. Applied Ecology 51,

5 b) Régions et Sites d études 5 q Comparaison de l histoire des feux de trois régions au nord, à la transi>on et au sud de la limite nordique commerciale des forêts; soit un gradient la5tudinale sud- nord ( environ 500 km) dans 3 régions q Région Nord : 4 sites dans la pessière à lichens q Région à la limite nordique: 2 sites dans la pessières à mousses q Région Sud: 5 sites dans la pessières à mousses Oris et al J. Applied Ecology 51,

6 c) Résultats 6 q Maximum d occurrences décalé de 4000 à 3000 cal. BP entre le Nord et le Sud q Grande variabilité des feux au nord et à la limite; bcp moins au sud Nord Limite q Maximum 6 feux par 1000 ans = un feu tous les 160 ans q Minimum 3 à 2 feux soit entre 350 et 500 ans q La période de feux plus fréquents correspond aussi à une ouverture du couvert de la forêt Sud Oris et al J. Applied Ecology 51,

7 2. Fréquence des feux actuels, aridité du milieu et capacité d établissement des forêts après feu q Les variations spatiales du cycle de feu d un grand territoire (~ km 2 ) de part et d autre de la limite nordique ont été évaluées avec à l aide des polygones de feu ( ) q Régionaliser le territoire selon la fréquence des feux q Évaluer l effet sur la refermeture du couvert forestier 7 Mansuy et al Int. J. Wildland Fire 19, Mansuy et al CJFR 42:

8 9 L'aridité du milieu a été illustrée avec les dépôts-drainage classés selon leur potentiel d assèchement du sol et de la végétation (en lien avec le combustible) Les dépôts les plus secs favorisent un CDF plus court que les dépôts humides 1 0,9 Taux de brûlage par dépôts ( ) 0,8 0,7 144 a 146 a 157 a Mansuy et al Int. J. Wildland Fire 19, ,6 0,5 0,4 171 ab 173 ab 178 ab 213 b 246 bc 279 c 290 c 0,3 425 c 0,2 0,1 0 Très sec Organique/ subhydrique

9 10 q Pour déterminer la résilience, nous avons caractérisé la vitesse de retour de la forêt après feu pour d évaluer les probabilités de retour de la forêt produc5ve et une es5ma5on du temps nécessaire pour passer d'un état à l'autre selon le risque de feu et les dépôts de surface. q Les états fores5ers sont les suivants:

10 Mansuy et al CJFR 42: q Pour déterminer la résilience, nous avons caractérisé la vitesse de retour de la forêt après feu pour d évaluer les probabilités de retour de la forêt produc5ve et une es5ma5on du temps nécessaire pour passer d'un état à l'autre selon le risque de feu et les dépôts de surface. q Les états fores5ers sont les suivants: Brûlis: < 2m

11 Mansuy et al CJFR 42: q Pour déterminer la résilience, nous avons caractérisé la vitesse de retour de la forêt après feu pour d évaluer les probabilités de retour de la forêt produc5ve et une es5ma5on du temps nécessaire pour passer d'un état à l'autre selon le risque de feu et les dépôts de surface. q Les états fores5ers sont les suivants: Brûlis: < 2m Régénéré : 2 à 7m

12 Mansuy et al CJFR 42: q Pour déterminer la résilience, nous avons caractérisé la vitesse de retour de la forêt après feu pour d évaluer les probabilités de retour de la forêt produc5ve et une es5ma5on du temps nécessaire pour passer d'un état à l'autre selon le risque de feu et les dépôts de surface. Jeunes: > 7m q Les états fores5ers sont les suivants: Jeunes fermés: > 25% Brûlis: < 2m Régénéré : 2 à 7m Jeunes ouverts: <25%

13 14 q Pour déterminer la résilience, nous avons caractérisé la vitesse de retour de la forêt après feu pour d évaluer les probabilités de retour de la forêt produc5ve et une es5ma5on du temps nécessaire pour passer d'un état à l'autre selon le risque de feu et les dépôts de surface. q Les états fores5ers sont les suivants: Jeunes: > 7m Jeunes fermés Brûlis: < 2m Régénéré : 2 à 7m 0 TEMPS 55 ans après feu Jeunes ouverts Mansuy et al CJFR 42:

14 c) Résultats III 16 q Meilleur scenario: dépôts subhydrique dans région à cycle de feu long Jeunes fermés Brûlis Régénéré 16 ans 36 ans 52% Mansuy et al CJFR 42: Jeunes ouverts 11%

15 Effets de la sécheresse les 3 premières années après le feu sur la refermeture du couvert Burnt Regenerate Young dense Young sparse Mansuy et al CJFR 42:

16 19 3. Rela>ons croissance/climat/feu actuelles et futures q Nous avons développé une méthode basé sur les relations entre la croissance arborescente et le climat en forêt boréale. q Hypothèse= augmentations des températures -> augmentation de la croissance q Est-ce que les conditions climatiques futures seront plus favorables au écosystèmes nordiques en terme de productivité?

17 b) Résultats 20 q On observe une diminution de la croissance de l épinette noire et une augmentation de celle du pin gris. q L accroissement des températures dans la région de 0,02 o C / année amène une augmentation de la respiration qui excède l accroissement de la productivité primaire brute. L accroissement en productivité primaire brute chez l épinette noire se retrouve également moindre que chez le pin gris. Girardin et al Biogeosciences, 9,

18 b) Résultats 21 q Les simulations futures suggèrent qu on observera une diminution du taux de croissance de l épinette noire dans le futur Girardin et al. en prépara5on. Black spruce future growth rate: > 1.0 higher; <1.0 lower;

19 b) Résultats 23 q Le fortes relations entre les climats passés et les feux (leur réponse au variation du climat) permettent d'établir que les futurs taux de brûlage modélisés (selon différents taux d augmentation de gaz à effet de serre dans l atmosphère) pour les prochains 100 ans pourraient rejoindre ou excéder les valeurs maximums observées à l Holocène (Bergeron et al Int. J. Wildland Fire ; Girardin et al For. Ecol. Manage 294: ). Girardin et al For. Ecol. Manage 294:

20 4. Évaluer la produc>vité pour les peuplements d épineye noire et de pin gris (Rapanuela et al. sous presse; CJFR) 24 q Évaluer la productivité des peuplements d épinette noire vs pin gris q Évaluer la productivité actuelle et potentielle des peuplements La productivité potentielle représente la capacité de production du site. Elle est déterminée à l aide des caractéristiques biophysiques du site (climat, dépôt, drainage), et s appuie sur l hypothèse qu un peuplement forestier d une densité donnée s y développera sans entrave. La productivité actuelle est déterminée par la végétation actuellement en place. Elle varie avec la densité du couvert et ne reflète pas nécessairement le potentiel du site. La productivité actuelle = La productivité potentielle - (accident de régénération)

21 b) Résultats Potentially productive Currently productive 25 a. b. A. Épinene seule c. Épinene + pin gris c. d. Black spruce Black spruce and jack pine

22 b) Résultats Potentially productive Currently productive 26 a. b. A B. Épinene seule A C. Épinene + pin gris c. d. Black spruce Black spruce and jack pine

23 4. Évaluer la produc>vité pour les jeunes peuplements d épineye noire et de pin gris (Van Bogaert et al. sous presse; CJFR) 27 Pour les jeunes peuplements : faible produc5vité dû à une faible croissance et ce pour les deux espèces Ces résultats sont liés aussi aux condi5ons clima5ques actuelles (DD) mais aussi aux condi5ons locales De plus le pin gris semble plus affecté

24 28 Ce qu il faut retenir! q Le nombre de feux et les superficies brûlées devraient augmenter par rapport aux observations du passé récent et se rapprocher des maximums observés dans l Holocène q Le nombre de site moins productifs et plus vulnérables aux feux augmentent vers le nord et aussi en fonction des conditions de sites q La résilience des forêts nordiques actuelles est fortement contrôlée par le feu via le climat ( saison) mais aussi les conditions locales q Le maintien de la capacité future de la régénération (telle qu on la connait) des écosystèmes nordiques est très incertaine car o Un impact par le feu sur l écosystème amplifié par les CC (sècheresse extrême> feu> ouverture du couvert et diminution de la croissance

25 29 À venir o Reconstitution et projections des épidémies de TBE o Reconstitution et projection d événements extrêmes sur la croissance PiG et EpN o Projection des effets combinés du feu, de la TBE et des événements extrêmes sur la refermeture du couvert forestier

26 30 Remerciements q Subventions: FRQNT fonds forestier et CRSNG stratégiques q Partenaires: Ouranos, MFFP et RNCan q Données: programme d inventaire forestier nordique (MFFP); biosim q Plusieurs collègues, étudiants et post-doc

27 31 Poster en lien 21 Pierre Bernier et Sylvie Gauthier Évalua5on des vulnérabilités d approvisionnement en bois par unité d aménagement aux prévisions d augmenta5on des superficies brûlées d ici Aurélie Terrier, Mar5n P.Girardin, Alan Can5n, William J. de Groot, Kenneth Agbesi Anyomi, Sylvie Gauthier, Yves Bergeron La forêt boréale de la Ceinture d Argile résistante aux impacts d une augmenta5on future du régime de feu. 18 Mar5n P. Girardin & Aurélie Terrier Anénuer les risques de feux de forêt futurs par des modifica5ons de la composi5on de la forêt: une analyse du poten5el de compensa5on à travers le Canada boréal

28 Questions 32

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