DESCRIPTION DES RÉGIMES DE PERTURBATION ET PORTRAIT DE LA FORÊT PRÉINDUSTRIELLE DU TERRITOIRE FORESTIER DÉLIMITÉ

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1 DESCRIPTION DES RÉGIMES DE PERTURBATION ET PORTRAIT DE LA FORÊT PRÉINDUSTRIELLE DU TERRITOIRE FORESTIER DÉLIMITÉ Préparé pour par Pascal Giguère, ing. f. Dans le cadre de la démarche de certification de l unité d aménagement conformément à la norme FSC boréale nationale 2 DÉCEMBRE 2011

2 Recherche, rédaction et cartographie Pascal Giguère, ing. f. Chargé de projet CEDFOB Révision par les pairs Robert Beaulieu, ing.f. Directeur général CEDFOB Bernard Jobin, ing.f. Chargé de projet CEDFOB Révision scientifique Frank Grenon, biol., Ph.D. Chargé de projet CERFO Centre d'expérimentation et de développement en forêt boréale (CEDFOB) 537, boulevard Blanche Baie-Comeau (Québec) G5C 2B2 Canada Téléphone : (418) Télécopieur : (418) cedfob@cedfob.qc.ca Centre d'expérimentation et de développement en forêt boréale,

3 TABLE DES MATIÈRES Table des matières... 3 Liste des figures... 5 Liste des tableaux Introduction Mise en contexte Objectifs de l étude Description du territoire Localisation géographique Description des domaines bioclimatiques couvrant le TFD Sapinière à bouleau blanc Pessière à mousses Les régimes de perturbation sur le TFD Feux de forêt Taille et occurrence des feux Cycles des feux Organisation spatiale des feux à l échelle du paysage Ilots résiduels Effets du feu sur la structure et la dynamique forestière Épidémies d insectes Taille, occurrence et sévérité des épidémies Cycles des épidémies de TBE Organisation spatiale des épidémies à l échelle du paysage Effet sur la structure et la dynamique forestière Chablis et sénescence Taille et sévérité des chablis Récurrence des chablis et facteurs d influence Organisation spatiale des chablis à l échelle du paysage sur le TFD Effet des chablis sur la structure et la dynamique forestière Verglas Portrait de la forêt préindustrielle

4 4.1 Historique de l exploitation forestière sur la Côte-Nord La période préindustrielle Méthodologie Préparation des bases de données Type de couvert forestier Groupement d essences Stade de développement/classe d âge Origine des peuplements Conclusion Références Annexes

5 LISTE DES FIGURES Figure 1 Localisation du TFD et sous-domaines écologiques présents sur le territoire 11 Figure 2 Répartition des principaux feux survenus ces 120 dernières années sur le Figure 3 Feu de Manic-5 survenu en Figure 4 Nombre d ilots résiduels par classes de superficies dans le feu de Manic Figure 5 Localisation des peuplements affectés par la dernière épidémie de TBE ( ) sur le TFD Figure 6 Défoliation cumulative ces six dernières années (de 2006 à 2011) Figure 7 Localisation des principaux chablis détectés lors du 3 e inventaire décennal Figure 8 Localisation du chablis survenu en 2006 sur le TFD Figure 9 Zones affectées par le verglas de 2004 sur le TFD Figure 10 Superficies du TFD dont la perturbation d origine est anthropique lors du 1 e inventaire décennal 40 Figure 11 Type de couvert forestier dans la forêt préindustrielle et la forêt actuelle du Figure 12 Stade de développement des peuplements dans la forêt préindustrielle et la forêt actuelle du TFD , selon le domaine bioclimatique 44 Figure 13 Origine des peuplements dans la forêt préindustrielle et la forêt actuelle du

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7 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Date et superficie des feux survenus sur le TFD , entre 1896 et Tableau 2 Cycle des feux observés sur le TFD entre 1896 et Tableau 3 Groupements d essences composant le site du feu de Manic-5 et les ilots résiduels Tableau 4 Classes d âge des peuplements présents sur le site du feu de Manic-5 et dans les ilots résiduels 19 Tableau 5 Superficies dont la perturbation d origine est causée par une épidémie sévère sur le TFD Tableau 6 Superficies affectées récemment par des épidémies légères sur le TFD Tableau 7 Groupements d essences affectés par les épidémies légères de TBE sur le TFD Tableau 8 Groupements d essences des peuplements montrant des signes de défoliation grave ou modérée entre 2006 et Tableau 9 Classe d âge des peuplements montrant des signes de défoliation grave ou modérée entre 2006 et Tableau 10 Superficies affectées récemment par du chablis total sur le TFD Tableau 11 Superficies affectées récemment par du chablis total sur le TFD Tableau 12 Groupements d essences affectés par le chablis partiel sur le TFD Tableau 13 Répartition des superficies affectées par le chablis de 2006 en fonction du groupement d essence des peuplements et du niveau de sévérité 32 Tableau 14 Répartition des superficies affectées par le chablis de 2006 en fonction de la classe d âge des peuplements et du niveau de sévérité 33 Tableau 15 Répartition des superficies affectées par le verglas de 2005 en fonction du groupement d essence 35 Tableau 16 Répartition des superficies affectées par le verglas de 2005 en fonction des classes d âge 36 Tableau 17 Superficies du TFD dont la perturbation d origine est anthropique lors du 1 er inventaire décennal Tableau 18 Groupements d essences dans la forêt préindustrielle et la forêt actuelle du TFD , selon le sous-domaine bioclimatique Tableau 19 Équivalences entre les stades de développement et les classes d âge Tableau 20 Stade de développement des peuplements par type de couvert, dans la forêt préindustrielle et la forêt actuelle du TFD , selon le domaine bioclimatique 45 7

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9 1. INTRODUCTION 1.1 Mise en contexte En 2011, l entreprise Produits forestiers Résolu a entrepris une démarche visant à certifier le territoire forestier délimité (TFD) de l unité d aménagement conformément à la norme boréale nationale du Forest Stewardship Council (FSC). L implantation de cette norme implique l application de plusieurs principes, dont le principe n o 6, traitant des impacts sur l environnement. Ce principe stipule que «L aménagement forestier doit préserver la biodiversité et les valeurs qui y sont associées, les ressources hydrologiques, les sols, ainsi que les paysages et les écosystèmes uniques et fragiles et par le fait même, préserver les fonctions écologiques et les caractéristiques naturelles de la forêt.» (FSC Canada 2004). Pour répondre à certaines exigences du principe n o 6, Abitibibowater doit caractériser, selon l échelle des opérations et la disponibilité de l information, l état de la forêt préindustrielle et le régime de perturbation. À cet effet, la norme stipule que la démarche doit comprendre : «1. une description des principaux facteurs de perturbation, y compris des données sur leur répartition et leur fréquence; l évaluation de la dimension et de l étendue des îlots résiduels dans les limites d un feu et la description des types de structure de peuplement et des formes de paysages naturels (p. ex., dimensions des îlots de perturbation ainsi que des peuplements forestiers) associés aux divers types de perturbations 2. la distribution et/ou la composition moyenne estimée des espèces d arbres, des types de couvert forestier et/ou des unités forestières, selon le cas; 3. la moyenne estimée et l amplitude des intervalles entre les perturbations qui régénèrent les peuplements par unité de paysage et/ou zone forestière; le cas échéant, par unité forestière, écosystème forestier ou type de couvert forestier; 4. le calcul de l intervalle moyen entre deux feux, établi selon l historique des feux et selon une évaluation de la période qui s est écoulée depuis la perturbation, y compris par une vérification sur le terrain; et 5. la répartition estimée des classes d âge, y compris la caractérisation complète de la gamme d âges des vieilles forêts, selon les unités de paysage et/ou les zones forestières; les types de couvert forestier ou les unités forestières; les écosystèmes forestiers ou les formes de relief généralisées.» 1.2 Objectifs de l étude Pour répondre aux critères énumérés ci-haut, la présente étude se base sur une multitude de données d inventaires forestiers et sur plusieurs ouvrages scientifiques pertinents. 1 Ci-après nommé «TFD » 9

10 En premier lieu, cette étude vise à répertorier, quantifier et cartographier les différentes perturbations naturelles qui régissent la structure et la dynamique forestière sur le TFD, à partir de diverses données d inventaires terrestres et aériens disponibles. Les processus régissant les cycles des perturbations et les impacts sur l évolution de la forêt sont également documentés par une revue de la littérature pertinente et récente écrite sur le sujet (section 3). En deuxième lieu, cette étude vise à dresser un portrait de la forêt préindustrielle du TFD Pour ce faire, les données du système d information forestières par tesselle (SIFORT) du ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF) ont été utilisées afin d estimer la répartition des classes d âge qui prévalait à l époque préindustrielle, de même que les types de couverts et leur origine (section 4). 10

11 2. DESCRIPTION DU TERRITOIRE 2.1 Localisation géographique Le TFD couvre un territoire de plus de km 2 situé au nord de Baie-Comeau et de Forestville, sur la Côte-Nord (Figure 1). Plus de 85 % de ce territoire est occupé par de la forêt productive alors que les 15 % restant sont surtout composés d eau (8 %), et de sites improductifs comme les dénudés secs (4 %) et les dénudés humides (2 %). La partie sud, qui couvre un peu plus du quart du TFD, est située dans le sous-domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l Est alors que la partie nord, qui couvre le restant du territoire, se trouve dans le sous-domaine bioclimatique de la pessière à mousse de l Est. Confection de la carte: CEDFOB Données sources: SIFORT (MRNF) Figure 1 Localisation du TFD et sous-domaines écologiques présents sur le territoire 11

12 2.2. Description des domaines bioclimatiques couvrant le TFD Sapinière à bouleau blanc 2 «Le domaine de la sapinière à bouleau blanc occupe le sud de la zone boréale. Le paysage forestier y est dominé par les peuplements de sapins et d épinettes blanches, mélangés à des bouleaux blancs sur les sites mésiques. Sur les sites moins favorables, l épinette noire, le pin gris et le mélèze sont souvent accompagnés de bouleaux blancs ou de peupliers faux-tremble. Le bouleau jaune et l érable rouge ne croissent que dans la partie sud du domaine. La tordeuse des bourgeons de l épinette est le principal facteur de la dynamique forestière de ce domaine, car le sapin baumier y abonde. Néanmoins, le feu y joue aussi un rôle important. Le domaine de la sapinière à bouleau blanc peut être divisé en deux sousdomaines. Dans celui de l ouest, le relief est peu accidenté et les dénivellations, peu importantes. Le cycle des feux y est également plus court, ce qui explique l abondance des peuplements feuillus ou mélangés d essences de lumière (peuplier faux tremble, bouleau blanc et pin gris). À cause de l influence maritime, les précipitations sont généralement plus abondantes dans le sous-domaine de l est et, conséquemment, le cycle des feux y est plus long.» Pessière à mousses 3 «Vers le nord, le domaine de la pessière à mousses succède à celui de la sapinière à bouleau blanc. Il s étend approximativement jusqu au 52 e parallèle, et sa limite nord coïncide avec celle de la sous-zone de la forêt boréale continue. Les paysages y sont assez uniformes, puisque le couvert forestier est nettement dominé par l épinette noire, qui y forme bon nombre de peuplements monospécifiques, mais qui s associe également à différentes espèces compagnes, dont le sapin baumier. Les sapinières n occupent plus que les versants de rares collines. Certains feuillus, tels le bouleau blanc, le peuplier faux tremble et, dans une moindre mesure, le peuplier baumier, croissent aussi dans ce domaine. Les sous-bois sont couverts de mousses hypnacées et de plantes arbustives éricacées. Les espèces herbacées sont peu nombreuses. Compte tenu des précipitations, on divise le domaine bioclimatique de la pessière à mousses en deux sous-domaines. Le cycle des feux, principal élément de la dynamique forestière, est beaucoup plus long dans celui de l est, où les sapinières sont plus abondantes et la proportion de sapins dans les pessières, plus élevée.» 2 Section extraite d une publication du MRNF (2003). 3 Section extraite d une publication du MRNF (2003). 12

13 3. LES RÉGIMES DE PERTURBATION SUR LE TFD Feux de forêt Taille et occurrence des feux Le système d information forestière par tesselle (SIFORT) du MRNF fait état des feux survenus entre 1896 et 1996 dans la forêt québécoise productive. Selon ces données, 13 % de la forêt productive du TFD a fait l objet d un brulis total 4 en 100 ans (Tableau 1). Bien que des incendies surviennent très régulièrement en forêt boréale, certaines années de grands feux contribuent à la majorité des superficies brulées et influencent la structure d âge des peuplements à l échelle des paysages (CEF 2008). Sur le TFD , les années 1941,1955 et 1991 ont été marquées par de grands incendies affectant à chaque fois plus de ha. Sapinière à bouleau blanc Pessière à mousse de de l'est l'est TFD Année du feu Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) % ,3% % % % % % % % ,1% 648 0,04% ,01% 28 0,00% ,2% 843 0,05% % % ,2% 809 0,0% ,03% 140 0,01% ,01% 56 0,00% ,02% 250 0,01% % ,5% ,00% 14 0,00% ,3% ,3% ,01% 83 0,00% ,00% 28 0,00% ,03% 320 0,02% ,2% ,2% ,1% ,1% % % % ,02% 84 0,00% ,1% ,1% Total brulé % % % Moyenne par feu ,2% ,6% ,6% Taux annuel ,28% 912 0,07% ,13% Cycle des feux 355 ans ans 777 ans Total (forêt productive) % % % Source : SIFORT (MRNF) Tableau 1 Date et superficie des feux survenus sur le TFD , entre 1896 et Un brulis total a lieu lorsque plus de 75 % de la surface terrière d un peuplement est enlevée par le feu (MRNF 2007) 13

14 Les deux domaines bioclimatiques composant le territoire n ont pas été affectés autant par le feu. En effet, 7 % de la pessière à mousses de l Est du TFD a fait l objet de brulis sévères, comparativement à 28 % pour la sapinière à bouleau blanc de l Est. De plus, les feux survenus dans la sapinière à mousse de l est ont été en moyenne de plus grande taille que dans la pessière à mousse de l Est (Tableau 1) Cycles des feux Si les incendies survenaient au même rythme que celui observé entre 1896 et 1996 sur le TFD , il en prendrait 355 ans pour bruler toute la superficie occupée par la sapinière à bouleau blanc de l Est et de près de ans pour la pessière à mousse de l Est (Tableau 2). Toutefois, ces calculs ne tiennent pas compte du fait qu une même superficie peut bruler plus d une fois. Ces valeurs de cycle de feux se comparent à d autres parues dans divers ouvrages scientifiques récents. Par exemple, Chabot et al. (2003) indiquent que le cycle de feux dans la sapinière à bouleau blanc de l Est est de 150 ans, comparativement à 600 à 1000 ans pour le domaine de la pessière noire à mousses. Gauthier et al. (2008) indiquent quant à eux un cycle actuel de 487 ans pour la sapinière à bouleau blanc de l Est 5 et de 645 ans pour le domaine de la pessière noire à mousse de l Est 6. Finalement, Boucher et al. (2011) mentionnent un cycle de 750 pour dans la «forêt mélangée de l Est à sapin et bouleau blanc typique» et de 500 ans dans la «forêt résineuse de l Est à épinette noire et sapin méridionale» 7. La fréquence des feux varie beaucoup à l intérieur d une même région. Cyr et al. (2007) ont tenté d identifier les facteurs expliquant la grande variabilité de la fréquence des feux observée sur la Côte-Nord à l aide d un modèle mathématique. Les résultats de cette étude démontrent que la longitude a un effet significatif sur la fréquence des feux, suggérant que la proximité avec le golfe du Saint-Laurent allonge le cycle de feu. Cette étude suggère également que le relief a un impact sur la fréquence des feux; le dessus des collines et les zones de plus haute altitude sont moins sujets aux incendies forestiers. Bergeron et al. (2004) démontrent quant à eux que les feux sont moins fréquents sur les stations bien drainées. Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) Total brulé ( ) % % % Taux annuel ,28% 912 0,07% ,13% Cycle des feux 355 ans ans 777 ans Total (forêt productive) Sapinière à bouleau blanc de l'est Pessière à mousse de l'est TFD % % % Tableau 2 Cycle des feux observés sur le TFD entre 1896 et L aire d étude se trouve en Gaspésie. 6 L aire d étude se trouve sur la Côte-Nord. 7 Ces appellations proviennent d une classification effectuée par Grondin et al. (2010) et couvrent respectivement, dans le TFD , la sapinière à bouleau blanc de l Est et la pessière à mousse de l Est. 14

15 Gauthier et al. (2008) ont mis en évidence que toutes les régions du Québec couvertes par les études récentes ont un taux d incendie actuel (basé sur les dernières années) plus faible que le taux annuel historique (basé sur les dernières années). Ainsi, les cycles de feu historiques seraient de 161 ans pour la sapinière à bouleau blanc de l est (aire d étude : Gaspésie) et de 487 ans pour la pessière noire à mousses. Cette différence serait due entre autres aux cycles climatiques, à une amélioration des méthodes de luttes contre les incendies et à la création de coupe-feu par la fragmentation du territoire forestier (développement urbain, le développement du réseau routier, etc.) (Gauthier et al. 2008). Malgré cet écart, il n en demeure pas moins que les taux historiques indiquent que la majorité de la forêt boréale de l est du Québec était composée en grande majorité de forêts plus âgées que 100 ans (Gauthier et al. 2008). Par ailleurs, des simulations climatiques prévoient une augmentation de la fréquence des incendies forestiers comparativement aux taux actuels, notamment en raison d une saison de feu plus longue (Gauthier et al. 2008) Organisation spatiale des feux à l échelle du paysage Les feux surviennent de manière presque aléatoire et laissent dans le paysage des aires brulées séparées par de grands massifs intacts (Gauthier et al. 2001; Claveau et al. 2007). Ce constat s observe également sur le TFD , où de grands massifs forestiers ont subsisté au passage des feux (Figure 2). Une telle distribution des feux permet le maintien de grands habitats pour les espèces fauniques sensibles à la fragmentation du paysage. De plus, le passage répété des feux façonne des massifs forestiers différents les uns des autres par leur stade de développement et leur composition, permettant de maintenir une continuité d habitats dans le temps (Claveau et al. 2007). 15

16 Confection de la carte : CEDFOB Source des données: SIFORT (MRNF) Figure 2 Répartition des principaux feux survenus ces 120 dernières années sur le TFD

17 3.1.4 Ilots résiduels Les incendies survenant en forêt boréale laissent des ilots de forêts intactes qui couvrent en moyenne 5 % de la superficie perturbée (Bergeron et al., 2002). Ces îlots abritent des semenciers qui contribueront à la régénération après feu (Serrouya et D Eon, 2005) Exemple du feu de Manic 5 Le feu de Manic-5, survenu en 2005, s est étendu sur une superficie de plus de ha à environ 5 km au sud du barrage du même nom. Les ilots résiduels laissés par le feu sont bien visibles sur l image satellite Landsat présentée à la Figure 3. Afin d avoir un aperçu de la composition, de l âge et de la taille moyenne des ilots résiduels, ceux-ci ont été délimités grossièrement à l aide du logiciel ARCGIS 10 * 8. Confection de la carte: CEDFOB Données source : Image Landsat prise en date du 6 juillet 2005 (Rouge : bande 1; Vert : bande 2; Bleu : bande 3) Figure 3 Feu de Manic-5 survenu en Le contour a été tracé avec la souris (fonction edit mode> construction tool > polygon). Seulement les ilots affichant un contraste important ont pu être délimités. Les zones moins claires, sans doute brulées partiellement, n ont pas été délimitées. De plus, certains ilots dont la superficie est inférieure à 0,5 ha on été ignorés. 17

18 Les ilots résiduels occupent une superficie d au moins 876 ha, soit environ 8 % de la superficie totale affectée par le feu (Tableau 3). Une analyse des peuplements présents dans les ilots résiduels montre que le feu ne semble pas avoir épargné des groupements d essences en particulier. Par exemple, les pessières, qui composaient 61 % du site avant le feu, occupent une proportion semblable dans les ilots résiduels, soit 66 %. Les peuplements feuillus ou mélangés, qui composaient 14 % du site avant le feu occupent une proportion de 17% des ilots résiduels (Tableau 3). Ces écarts ne paraissent pas significatifs et sont sans doute dus au hasard. Avant feu Groupement d'essence Superficie (ha) Proportion Pessière % Pessière à sapin 937 9% Sapinière 102 1% Sapinière à épinette 239 2% Pinède grise 890 8% autre 466 4% Total (peuplement résineux) % Ilots résiduels après feu Superficie (ha) Proportion % 65 7% 7 1% 1 0% 51 6% 28 3% % Bétulaie blanche 952 9% Peupleuraie 199 2% Résineux à feuillus intolérants 370 3% Total (peuplements feuillus et mélangés) % 82 9% 13 1% 55 6% % Grand total % % Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Tableau 3 Groupements d essences composant le site du feu de Manic-5 et les ilots résiduels De la même manière, le feu ne semble pas avoir épargné de manière évidente des peuplements aux classes d âge particulières. Par exemple, les peuplements ayant une classe d âge de 120, qui occupaient 53 % du site avant le feu, occupent 57 % des ilots résiduels. Les peuplements de classe d âge de 90, qui occupaient 30 % du site avant le feu, occupent 23 % des ilots résiduels (Tableau 4). Encore une fois, il est fort probable que ces écarts soient dus au hasard. 18

19 Avant feu Classe d'âge Superficie (ha) Proportion ,1% ,4% % % % JIN 10 0,1% VIN 383 4% Étagés 38 0,4% Total % Ilots résiduels après feu Superficie (ha) Proportion 1 0,1% 1 0,1% % % % 0 0,0% 42 5% 3 0,3% % Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Tableau 4 Classes d âge des peuplements présents sur le site du feu de Manic-5 et dans les ilots résiduels La superficie des ilots résiduels du feu de Manic-5 varie considérablement, passant de moins de 0,5 ha à plus 130 ha. La majorité des ilots de forêt résiduelle répertoriés ont une superficie inférieure à 5 ha. Les ilots de plus de 40 ha sont quand à eux beaucoup moins nombreux (Figure 4). Nombre d'ilots résiduels ,5 0, et + Superficie (ha) Note : certains ilots dont la superficie est inférieure à 0,5 ha on été ignorés Figure 4 Nombre d ilots résiduels par classes de superficies dans le feu de Manic-5 19

20 3.1.5 Effets du feu sur la structure et la dynamique forestière Les feux brulent rarement la forêt de manière uniforme. Ils sont influencés par les conditions de vent et de sécheresse, la composition des peuplements et par le milieu physique (type de drainage, topographie, etc.) (MRN 2000). Les incendies laissent derrière eux des arbres vivants, des chicots et des débris ligneux qui contribuent à la complexité de la structure des jeunes peuplements naturels (Perron et al. 2008). Certains feux ne brulent que la végétation en sous-bois alors que d'autres, plus intenses, atteignent les arbres et brûlent l humus jusqu au sol minéral (Bergeron et al., 2002). Dans la sapinière à bouleau blanc, lorsque le temps entre deux feux est suffisamment long, la dynamique forestière est caractérisée par une succession de peuplements forestiers, passant de feuillus à résineux. Après un incendie, les forêts de bouleau et de peuplier faux-tremble dominent. Celles-ci laissent tranquillement la régénération résineuse s installer, pour finalement former des peuplements résineux souvent dominés par le sapin au bout d environ 200 ans (Gauthier et al. 2001). Dans la pessière à mousses de l Est, le passage du feu favorise également la régénération d espèces climaciques (i.e. épinette noire) en brulant l humus, ce qui expose le sol minéral et aide à la germination des graines. Ainsi, la dynamique forestière dans la pessière à mousse n est pas tant caractérisée par un enchainement d espèces feuillues et résineuses, mais plutôt par une évolution dans la structure des peuplements (Gauthier et al. 2001). Les peuplements suivant un feu sont d abord généralement équiennes, et en l absence de feu, évoluent tranquillement vers une structure inéquienne, à mesure que le recrutement de marcottes d épinettes noires suit son cours (Gauthier et al. 2001). Il a également été observé que longtemps après un feu, les vieux peuplements d épinette de la pessière à mousse de l Est se mélangent souvent au sapin (Gauthier et al. 2001). Les territoires régis par un cycle de feu aussi long que celui du TFD ont une grande proportion de forêts épargnées par le feu assez longtemps pour atteindre une structure inéquienne ou irrégulière (Gauthier et al. 2001). Dans un tel territoire, d autres types de perturbations telles les épidémies d insectes et le chablis influencent fortement la dynamique forestière (Gauthier et al. 2001). 3.2 Épidémies d insectes Taille, occurrence et sévérité des épidémies La tordeuse des bourgeons de l épinette (TBE) est le principal insecte causant des perturbations dans les peuplements de sapins et d épinette (Gauthier et al. 2008), et incidemment, dans le TFD Les données du 3 e inventaire forestier décennal du MRNF 20

21 indiquent les superficies forestières dont la perturbation d origine est causée par une épidémie sévère. Selon ces données, 2 % de la forêt du TFD a pour origine une épidémie sévère 9 (Tableau 5). Les deux domaines bioclimatiques couvrant le TFD n ont pas été affectés également : la presque totalité des épidémies graves est survenue dans la sapinière à bouleau blanc de l Est. Il est à noter que la date à laquelle ces superficies ont été perturbées par une épidémie sévère n est pas indiquée dans la base de données du MRNF. Par contre, il semble que la plupart des peuplements identifiés comme tels ont été affectés lors de la dernière épidémie ( ), puisque la majorité d entre eux avaient une classe d âge de 10 lors du 3 e inventaire décennal 10 (Tableau 5). Les peuplements ayant pour origine des épidémies survenues avant cela ne sont visiblement pas tous identifiés dans les cartes écoforestières. En effet, seulement 1 % des peuplements ayant pour origine une épidémie sévère ont une classe d âge égale ou supérieure à 50 ans (Tableau 5). Classe d'âge du Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion peuplement (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) % % % % 50 et +; VIN 112 0,4% % Total (épidémie sévère) % % % Total (forêt productive) Sapinière à bouleau blanc de l'est Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Pessière à mousse de l'est TFD % % % Tableau 5 Superficies dont la perturbation d origine est causée par une épidémie sévère sur le TFD Les épidémies légères 11 semblent quant à elle avoir perturbé 5 % du TFD (Tableau 6). Comme pour les épidémies sévères, les deux domaines bioclimatiques couvrant le TFD n ont pas été affectés également par les épidémies légères: une plus forte proportion de la sapinière à bouleau blanc de l Est a été affectée par ce type de perturbation. Il est à noter que près de 75 % des épidémies légères inventoriées ont touché de vieux peuplements (classe d âge 120 ou VIN). De plus, la date à laquelle ces superficies ont été perturbées par une épidémie légère n est pas indiquée dans la base de données du MRNF. 9 Une épidémie est considérée sévère lorsque plus de 75 % de la surface terrière d un peuplement est détruite (MRNF 2003b). 10 Une classe d âge de 10 signifie qu un peuplement peut avoir entre 0 et 20 ans. Puisque l inventaire du 3 e décennal a eu lieu en 1997, les peuplements ayant une classe d âge de 10 ont origine une perturbation située entre 1977 et Une épidémie est considérée légère lorsqu elle détruit de 25 % à 75 % de la surface terrière d un peuplement (MRNF 2003b). 21

22 Sapinière à bouleau Pessière à mousse de blanc de l'est l'est TFD Classe d'âge du Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion peuplement (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) 50 et % 97 0,4% % % 221 0,9% % % ,2% % % ,5% % JIN % 277 1,1% % VIN % ,7% % Étagés 646 1% 83 0,3% 728 1% Total (épidémie légère) % % % Total (forêt productive) Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) % % % Tableau 6 Superficies affectées récemment par des épidémies légères sur le TFD Cycles des épidémies de TBE Il a été démontré dans plusieurs études que les épidémies de TBE apparaissent de façon cyclique à tous les 25 à 40 ans au Québec (Jardon et al. 2003). Six périodes épidémiques ont eu lieu au cours des deux derniers siècles et tout porte à croire que trois épidémies marqueront le 21 e siècle (Jardon et al. 2003). Suivant les observations de Morin et al. (2007), la prochaine épidémie devait apparaître autour de On remarque par ailleurs que les épidémies du 20 e siècle ont été plus sévères et ont affecté un plus grand territoire que les épidémies du 19 e siècle. Ces cycles s expliquent par une interaction complexe entre les plantes hôtes, la TBE et ses ennemis naturels. La mosaïque forestière jouerait un rôle majeur dans cette interaction. Une mosaïque forestière composée majoritairement de plantes hôtes (sapin baumier, épinette blanche) favoriserait la croissance des populations de la TBE par rapport à ses ennemis naturels, pouvant mener a une sévère épidémie. À l opposé, une mosaïque forestière composée d hôtes secondaires ou non-hôtes comme l épinette noire ou des feuillus feraient baisser les populations de TBE (Bouchard 2005 et Cooke et al., 2007 (cités par Morin et al. 2008)). Boucher et al. (2011) mentionnent qu il faudrait 2860 ans pour que toutes les superficies aient été touchées par la TBE dans la «forêt mélangée de l Est à sapin et bouleau blanc typique» et dans la «forêt résineuse de l Est à épinette noire et sapin méridionale» Des inventaires récents montrent d ailleurs que l épidémie est bien commencée sur le TFD (voir section 3.2.3) 13 Ces appellations proviennent d une classification effectuée par Grondin et al. (2010) et couvrent respectivement, dans le TFD , la sapinière à bouleau blanc de l Est et la pessière à mousse de l Est. 22

23 3.2.3 Organisation spatiale des épidémies à l échelle du paysage La dynamique spatiale des épidémies de TBE est peu connue. Plusieurs différences ont été observées entre les patrons de perturbations des dernières épidémies. Il semble que les patrons soient grandement influencés par l évolution de la mosaïque forestière engendrée par les feux et l exploitation forestière (Morin et al. 2008). Les cartes écoforestières permettent de visualiser les zones affectées par la TBE lors de la dernière épidémie ( ). Sur le TFD , il est possible de constater que la TBE a perturbé de grands territoires, sans toutefois décimer de vastes massifs d un seul tenant comme le ferait un feu (Figure 5). Confection de la carte : CEDFOB Source des données: SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Figure 5 Localisation des peuplements affectés par la dernière épidémie de TBE ( ) sur le TFD

24 Les peuplements ayant pour origine une épidémie sévère de TBE sont concentrés au sud du territoire, là où les peuplements à prédominance de sapin baumier sont abondants (Figure 5). Quant aux peuplements ayant été touchés par des épidémies légères, ceux-ci sont dispersés sur tout le TFD. Il ne s agit pas uniquement des peuplements à prédominance de sapin, mais également dans une forte proportion de pessières pures et d autres peuplements à prédominance d épinette noire (Tableau 7). Sapinière à bouleau blanc de l'est Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Pessière à mousse de l'est TFD Groupement d'essences Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) Sapinière pure % % % Prédominance de sapin % % % Pessière pure % % % Prédominance d'épinette % % % Autres % % % Total (épidémie légère) % % % Tableau 7 Groupements d essences affectés par les épidémies légères de TBE sur le TFD Épidémie actuelle Il semble qu une épidémie de TBE soit en cours sur le TFD En effet, des inventaires aériens effectués ces dernières années par le MRNF ont permis d identifier grossièrement les zones ayant été affectées par la TBE 14. Depuis 2006, certaines zones ont été défoliées sévèrement plusieurs années de suite. Les zones les plus touchées, soient celles ayant montré des signes de défoliation grave ou modéré à chacune des cinq ou six dernières années, se trouvent au sud du TFD , dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc de l Est (Figure 6). 14 Chaque zone touchée se voyait attribuer un niveau de défoliation : léger (1-34%); modéré (35-69%) et grave ( %) 24

25 Confection de la carte: CEDFOB Données sources : MRNF Figure 6 Défoliation cumulative ces six dernières années (de 2006 à 2011) 15 sur le TFD Les données de 2010 n ont pu être considérées pour des raisons techniques 25

26 Il semble évident que l épidémie a évolué de manière assez importante depuis 2006, puisqu une très grande superficie a montré des signes de défoliation grave ou modérée en 2011, soit plus de ha (Tableau 8). La plupart de ces zones n avaient pas été touchées sévèrement aux années précédentes. Il semble également que la TBE ait affecté un plus large éventail de peuplements en En effet, la proportion de sapinières pures touchées par la TBE en 2011 a chuté au profit des autres groupements d essences, entre 2006 et 2011 (Tableau 8). Par ailleurs, il est à noter qu une forte proportion des superficies touchées sont en fait des peuplements mélangés. Défoliation grave ou modérée cumulative de 2006 à 2011 Groupement d'essence Superficie (ha) Proportion Pessière 23 13% Pessière à sapin 37 20% Sapinière 38 21% Sapinière à épinette 22 12% Peuplements mélangés 62 34% Total % Défoliation grave ou modérée cumulative de 2008 à 2011 Superficie (ha) Proportion % % % % % % Défoliation grave ou modérée en 2011 Superficie (ha) Proportion % % % % % % Source : Inventaires aériens faits par le MRNF de 2006 à 2011 Tableau 8 Groupements d essences des peuplements montrant des signes de défoliation grave ou modérée entre 2006 et 2011 La plupart des peuplements montrant des signes de défoliation grave ou modérée entre 2006 et 2011 sont plutôt jeunes. Par exemple, en 2011, les peuplements de classe d âge de 10, ou JIN représentaient 57 % du territoire touché (Tableau 9). Il est toutefois difficile de déceler des tendances quant à la préférence pour l âge des peuplements de la TBE au fil des ans. Défoliation grave ou modérée cumulative de 2006 à 2011 Classe d'âge Superficie (ha) Proportion % % % % % % VIN 42 16% JIN 67 25% Étagés 7 3% Total % Défoliation grave ou modérée cumulative de 2008 à 2011 Superficie (ha) Proportion % % % % % 680 3% % % 346 1% % Défoliation grave ou modérée en 2011 Superficie (ha) Proportion % % % % % % % % % % Source : Inventaires aériens faits par le MRNF de 2006 à 2011 Tableau 9 Classe d âge des peuplements montrant des signes de défoliation grave ou modérée entre 2006 et

27 3.2.4 Effet sur la structure et la dynamique forestière Dans l Est canadien, les épidémies de TBE ont une incidence importante sur la mortalité et le recrutement des arbres, et ce, même dans le domaine de la pessière à mousse généralement dominé par l épinette noire, un hôte secondaire de la TBE (Morin et al. 2008). En effet, des études ont démontré que pratiquement tous les peuplements de sapin baumier retrouvés dans la pessière à mousse avaient pour origine l une ou l autre des quatre dernières épidémies enregistrées (Morin et al. 2008). Les épidémies de TBE seraient en effet un mécanisme de régénération auquel le sapin baumier est bien adapté dans le domaine de la pessière à mousse, à condition d avoir une banque de semis prêts à prendre la place en cas d ouverture du couvert par la TBE (Parent et al. 2003). Dans la sapinière à bouleau blanc, la TBE défolie et tue éventuellement les arbres matures et permet à la régénération préétablie de sapin baumier de croître plus rapidement et d accéder à la canopée. Les épidémies légères provoquent quant à elles moins de mortalité dans la strate dominante et peuvent donner lieu à des peuplements irréguliers, de composition et d âge divers (Morin et al. 2008). 3.3 Chablis et sénescence Taille et sévérité des chablis Le chablis se définit comme un arbre ou un groupe d arbres renversé ou cassé par le vent (Côté, 2003). Les données du troisième inventaire forestier décennal du MRNF indiquent les peuplements ayant visiblement été touchés par le chablis partiel ou total récemment. Selon ces données, une très faible proportion du TFD aurait été touché par le chablis total 16, soit seulement 1 % (Tableau 10). La majorité des superficies touchées se trouvent dans le domaine de la pessière à mousse de l Est. Il faut toutefois garder à l esprit que les chablis survenus il y a longtemps sont très peu représentés dans la base de données du MRNF. En effet, seulement 1 % des peuplements ayant été classés comme tels ont une classe d âge de 50 ou plus (Tableau 10). Ajoutons à cela que la base de données ne contient pas les dates auxquelles sont survenues ces perturbations dans la presque totalité des cas. Sapinière à bouleau Pessière à mousse de blanc de l'est l'est TFD Classe d'âge Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) Indéterminée (régénération) % % % % % % % % % % 123 1% 179 1% Total (chablis total) 768 0,2% % % Total (forêt productive) % % % Source : (SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Tableau 10 Superficies affectées récemment par du chablis total sur le TFD Un chablis est considéré total lorsque plus de 75 % de la surface terrière d un peuplement est détruite (MRNF 2003). 27

28 Les chablis partiels 17 sont quant à eux bien présents sur le TFD , et affectent même plus de territoire que les épidémies légères. En effet, les données du 3 e inventaire décennal indiquent que 6 % du TFD ont été touchés par cette perturbation (Tableau 11). Le domaine de la sapinière à bouleau blanc est moins touché, avec seulement 2 % de superficies touchées, comparativement à 7 % pour la pessière à mousse. Il est à noter que plus de 80 % des chablis partiels inventoriés ont touché de vieux peuplements (classe d âge 120 ou VIN). Mentionnons finalement que ces données sont sans doute biaisées par le fait que les chablis partiels récents sont plus représentés dans la base de données du MRNF que celles étant survenues il y a plus longtemps. Sapinière à bouleau Pessière à mousse de blanc de l'est l'est TFD Classe d'âge Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) 70 et - ; JIN 644 6% 882 1% % % % % % % % VIN % % % Étagés 84 1% 332 0,4% 416 0,4% Total (chablis partiel) % % % Total (forêt productive) Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) % % % Tableau 11 Superficies affectées récemment par du chablis total sur le TFD Récurrence des chablis et facteurs d influence Les forêts ayant le temps de vieillir en raison d un long cycle des feux sont plus susceptibles d être affectées par le chablis (Bergeron, 1996; Gauthier et al. 2001). Une étude réalisée sur la Côte-Nord par Reyes et al. suggère un temps de retour du chablis de 8264 ans pour les peuplements résineux (cité par Vaillancourt, 2008). Les temps de retours seraient beaucoup plus longs pour les peuplements mixtes et feuillus mélangés, soit de ans et ans respectivement. Boucher et al. (2011) mentionnent quant à eux qu il en prendrait 4165 ans pour que toutes les superficies aient subi du chablis dans la «forêt mélangée de l Est à sapin et bouleau blanc typique» et 3570 dans la «forêt résineuse de l Est à épinette noire et sapin méridionale» 18. Les chablis peuvent être classés en deux types de catégories : les chablis catastrophiques et endémiques. Le chablis catastrophique, peu fréquent, est causé par de forts vents lors de tempêtes exceptionnelles qui ont de longues périodes de retour (Miller, 1985 (cité par 17 Un chablis est considéré partiel lorsqu il détruit de 25 % à 75 % de la surface terrière d un peuplement (MRNF 2003). 18 Ces appellations proviennent d une classification effectuée par Grondin et al. (2010) et couvrent respectivement, dans le TFD , la sapinière à bouleau blanc de l Est et la pessière à mousse de l Est. 28

29 Bergeron, 2007)). Le chablis endémique est quant à lui plus fréquent. Il est causé par des vents de vitesse intermédiaire et dépend fortement des caractéristiques du site (position géographique, climat, topographie, etc.), du sol (drainage, épaisseur, texture, etc.), du peuplement (espèces, ratio hauteur-diamètre, présence de carie, âge, etc.) et de la sylviculture pratiquée (éclaircies commerciales, coupes progressives, etc.) (Miller, 1985 (cité par Bergeron, 2007)). Dans une étude menée en Gaspésie après une tempête survenue en 1994, Ruel et Benoit (1999) concluent que le sapin est particulièrement sensible au chablis et que les dommages augmentent avec l âge. Les pessières à sapin y ont subi moins de dommage que les sapinières pures, suggérant que l épinette noire est moins sensible au chablis. Ajoutons finalement que selon le MRNF (2004), les peuplements d épinette noire commenceraient à être vulnérables au chablis dès leur âge d entrée en sénescence (entre 87 et 144 ans) Organisation spatiale des chablis à l échelle du paysage sur le TFD Sur le TFD, les chablis répertoriés dans la base de données du 3 e inventaire forestier décennal sont principalement survenus au nord (Figure 4), et comme mentionné plus haut, dans de vieux peuplements. Toutefois, même si la littérature mentionne une plus grande vulnérabilité des sapinières au chablis (section précédente), ce sont surtout les pessières pures et les peuplements à prédominance d épinette noire qui ont été affectés par le chablis partiel sur le TFD, et ce, même dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc de l Est où les pessières sont plus rares (Tableau 12). Ceci s explique par le fait que les pessières sont en général plus âgées que les sapinières sur le TFD. Sapinière à bouleau blanc de l'est Groupement Superficie Proportion Superficie Proportion Superficie Proportion d'essences (ha) (%) (ha) (%) (ha) (%) Sapinière pure 642 6% % % Prédominance de sapin % % % Pessière pure % % % Prédominance d'épinette % % % Feuillus % % % Total (épidémie légère) % % % Source : SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Pessière à mousse de l'est TFD Tableau 12 Groupements d essences affectés par le chablis partiel sur le TFD

30 Confection de la carte : CEDFOB Source des données: SIFORT (MRNF (3 e inventaire forestier décennal)) Figure 7 Localisation des principaux chablis détectés lors du 3 e inventaire décennal TFD

31 Chablis de 2003 et 2006 En plus des inventaires effectués dans le cadre du 3 e inventaire décennal, le MRNF a utilisé des photographies aériennes haute résolution d un secteur situé au nord-est du lac Saint- Pierre pour évaluer les dommages d importants chablis survenus en octobre 2003 et octobre La méthode d inventaire consistait à évaluer sur un carré d un hectare le niveau de chablis selon dix classes de 0 à 100 % par tranche de 10 % (MRNF 2007b). La Figure 8 illustre les zones affectées, après avoir fait une reclassification des niveaux de chablis. Confection de la carte: CEDFOB Données sources : MRNF Figure 8 Localisation du chablis survenu en 2006 sur le TFD

32 Selon ces données, plus de ha ont subi un chablis partiel (25-75 %) et plus de ha ont subi un chablis total ( %) (Tableau 13). En analysant les peuplements affectés sur la carte écoforestière, il apparait que les pessières pures auraient une plus forte tendance à subir un chablis total. En effet, 60% des superficies ayant subi un chablis total sont des pessières pures, alors que celles-ci ne représentent que 50 % de la zone inventoriée. Les autres groupements d essences ne semblent quant à eux pas prédisposés au chablis (Tableau 13). Zone inventoriée (incluant peuplements non affectés) Groupement Superficie Proportion d'essence (ha) Pessière % Pessière à sapin % Sapinière % Sapinière à épinette % Autre % Total (peuplement résineux) % Bétulaie blanche % Peupleuraie % Résineux à feuillus intolérants % Total (peuplements feuillus et mélangés) % Grand total % Chablis partiel (26-100%) Superficie Proportion (ha) % % % % 499 1% % % 998 1% % % % Chablis total (76-100%) Superficie Proportion (ha) % % 229 3% % 12 0% % 162 2% 55 1% 304 4% 521 7% % Données sources : Photo-interprétation réalisée en 2009 par le MRNF et carte écoforestière du 3 e inventaire décennal. Tableau 13 Répartition des superficies affectées par le chablis de 2006 en fonction du groupement d essence des peuplements et du niveau de sévérité Il apparait également que les peuplements âgés sont plus susceptibles d être affectés par le chablis, qu il soit partiel ou total. Par exemple, les peuplements ayant des classes d âge de 90 et 120 occupent ensemble 79 % de toutes les superficies affectées par le chablis total, alors qu ils n occupent qu une proportion de 60 % dans la zone inventoriée (Tableau 14). La même tendance s observe pour ce qui est du chablis partiel. Il est toutefois à noter que les peuplements vieux inéquiennes (VIN) ne suivent pas cette tendance; ils ne sont pas surreprésentés dans les zones affectées par le chablis. 32

33 Zone de chablis (incluant peuplement non affectés) Classe d'âge Superficie (ha) Proportion % % % % % % JIN % VIN % Étagés ,3% Total % Chablis partiel (26-100%) Superficie (ha) Proportion 512 1% 436 1% 317 0,4% % % % 572 1% % 167 0,2% % Chablis total (76-100%) Superficie (ha) Proportion 43 1% 11 0,2% 18 0,3% 96 1% % % 56 1% % 13 0,2% % Données sources : Photo-interprétation réalisée en 2009 par le MRNF et carte écoforestière du 3 e inventaire décennal. Tableau 14 Répartition des superficies affectées par le chablis de 2006 en fonction de la classe d âge des peuplements et du niveau de sévérité Effet des chablis sur la structure et la dynamique forestière Les chablis catastrophiques causent des dommages sévères et ont un effet à l échelle du paysage, affectant de grands blocs à la fois, causant le renouvellement de la cohorte dominante et créant de nouveaux peuplements équiennes (Picket et White, 1985 cités par Bergeron 2007). Les chablis endémiques qui surviennent à plus petite échelle créent une dynamique par trouée et favorisent quant à eux une structure de peuplement irrégulière McCarthy, 2001, cité par Bergeron 2007). 3.4 Verglas Le verglas peut être considéré comme un facteur de perturbation, car il contribue à la création de trouées dans les peuplements forestiers. En effet, le verglas peut causer le bris des branches ou du tronc, ce qui peut ouvrir la porte aux champignons pathogènes et éventuellement tuer l arbre (MRN 1998). En général, le verglas affecte plus sérieusement les arbres feuillus à croissance rapide, comme le bouleau à papier, le peuplier faux-tremble, le cerisier de Pennsylvanie, etc. Le sapin baumier aurait une résistance moyenne au verglas alors que celle de l épinette noire serait bonne 19 (MRN 1998). Le verglas n est pas une perturbation prise en compte dans les cartes écoforestières du 3 e inventaire décennal. Toutefois, d importants dommages ont été rapportés sur le TFD en raison du verglas, notamment au début du mois de janvier Des images satellitaires analysées par le MRNF en 2005 ont permis d identifier les zones affectées. Celles-ci totalisent ha, dont près de ha se trouvent dans le domaine de la pessière à mousse du TFD (Figure 9). 19 Selon une classification établie en fonction des caractéristiques spécifiques des arbres (Hightshoe, 1978) et des dommages observés suite à l important verglas de 1998, dans la zone où s est accumulé de 30 mm à 60 mm de pluie verglaçante sur les arbres. 33