Transformation de la composition de la forêt de la péninsule gaspésienne au cours du XXe siècle

Fortin, Gabriel (2018). « Transformation de la composition de la forêt de la péninsule gaspésienne au cours du XXe siècle » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

Au cours des derniers 200 ans, la population humaine mondiale a augmenté exponentiellement ainsi que l'exploitation des ressources naturelles et l'aménagement du territoire. Ces activités anthropiques transforment les biomes, en modifiant les régimes de perturbations et les communautés biologiques, marquant le début de l'Anthropocène. Il est important de documenter ces évènements et de comprendre leurs conséquences, tant pour des raisons fondamentales qu'appliquées. En ce sens, l'écologie historique est une discipline qui offre des approches robustes pour comprendre les écosystèmes passés et leurs transformations. Le but de cette thèse a été de reconstituer la composition forestière préindustrielle d'une région de forêts tempérée et boréale dans l'est de l'Amérique du Nord, de documenter les changements de composition et de comprendre les causes de ces changements. La région d'étude est la péninsule gaspésienne, une région montagneuse située dans l'est du Québec à la transition entre les écozones des forêts tempérée et boréale. Une base de données décrivant la composition forestière préindustrielle a été construite à partir des observations notées par les premiers arpenteurs qui ont exploré, mesuré et divisé le territoire. Cette base de données a été analysée suivant trois approches, soit 1- une évaluation méthodologique de la validité et de la robustesse des données, 2- une reconstitution de la composition forestière préindustrielle à grande échelle spatiale et 3- une reconstitution de la composition préindustrielle à fine échelle spatiale en plusieurs périodes temporelles, formant ainsi respectivement les trois principaux chapitres de la thèse. Différents types de données d'archives d'arpentage peuvent être utilisés pour décrire la forêt préindustrielle, mais la représentativité et la robustesse de ces données sont encore peu documentées. Le but du premier chapitre a été d'évaluer la qualité des observations des arpenteurs et des reconstitutions de composition forestière résultantes. Dans la péninsule gaspésienne, les types de données décrivant la composition préindustrielle proviennent de deux types d'arpentage, soit l'arpentage des rivières (6180 observations) et l'arpentage des cantons (17 275 observations). Dans les deux cas, nous avons analysé des données d'observations linéaires de peuplements (n = 19 787) et des arbres témoins (n = 3668). Les données ont été analysées séparément pour les écozones de forêts boréale et tempérée. Les résultats montrent que les reconstitutions obtenues avec l'arpentage des cantons sont plus représentatives de l'ensemble de la région qu'avec l'arpentage des rivières, car un plus grand nombre de données est disponible et l'ensemble du gradient altitudinal est mieux échantillonné, tandis que l'arpentage de rivières est biaisé en faveur des basses altitudes. Les fréquences des taxons des arbres témoins se comparent aux valeurs de dominances dérivées des observations linéaires. La forêt préindustrielle de l'écozone boréale était composée surtout de sapin baumier, d'épinettes et de bouleau à papier, tandis que celle de l'écozone tempérée comprenait, en plus des taxons boréaux, le thuya occidental, le bouleau jaune, les pins et les érables. Comparativement à la forêt actuelle, décrite à partir des placettes échantillons des inventaires forestiers modernes (1976-2008; n = 27 521), on constate que des changements de composition plus importants sont survenus dans la forêt tempérée que dans la forêt boréale. Le bouleau à papier, les peupliers et les érables sont les taxons qui ont le plus augmenté, au détriment du thuya occidental, des pins et du bouleau jaune. Ces changements de composition sont potentiellement la conséquence des perturbations anthropiques et des changements climatiques, mais la contribution relative de chaque facteur demeure mal comprise. Plusieurs perturbations anthropiques (colonisation, feux anthropiques et pratiques forestières) ont affecté la Gaspésie au cours du dernier siècle tandis que la température est demeurée stable. Le but du deuxième chapitre a été d'étudier l'impact des perturbations anthropiques dans un contexte de climat régionalement stable. À partir de cartes historiques, les perturbations anthropiques du XXe siècle (incendies et coupes) ont été reconstituées. La distribution spatiale et altitudinale des taxons ont été mesurées et comparées entre la période préindustrielle et moderne. Les résultats indiquent que les changements de composition sont spatialement associés aux perturbations du XXe siècle, tandis que la distribution spatiale et la limite altitudinale sont demeurées stables pour tous les taxons. Nous concluons que les perturbations anthropiques du XXe siècle ont été à elles seules suffisantes pour causer d'importants changements de composition dans la forêt tempérée. Dans le troisième chapitre, la chronologie des changements de composition forestière des derniers 200 ans a été documentée en utilisant plusieurs jeux de données décrivant la composition forestière d'une même région (1400 km2) à différentes époques. Trois premiers jeux de données proviennent des archives d'arpentage primitif (1830-1869, 1880-1899, 1900-1962; n = 6493 observations) alors que les quatre derniers proviennent des placettes échantillons des quatre inventaires forestiers décennaux du gouvernement du Québec (1976, 1987, 1998-2005, 2008; n = 1502). Les résultats démontrent que l'utilisation de plusieurs jeux de données permet de documenter des tendances temporelles de changements de composition. La fréquence d'occurrence des pins a chuté subitement au début du XXe siècle, celle du bouleau à papier a augmentée progressivement depuis le début de la colonisation, celle des peupliers a augmentée subitement à la suite des grands incendies du XXe siècle et celle des érables a augmentée rapidement au milieu du XXe siècle. La forêt moderne de la région d'étude est fortement structurée par les incendies du XXe siècle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : écologie forestière, écologie historique, écologie des perturbations, archive de l'arpentage primitif, comparaison de base de données, forêt préindustrielle, forêt boréale, forêt tempérée, changement de composition, perturbation anthropique.

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse:	Arseneault, Dominique
Mots-clés ou Sujets:	Composition forestière -- Gaspésie -- Histoire / Écologie forestière / Forêt préindustrielle / Forêts tempérées / Forêts boréales / Effets des activités anthropiques sur la nature / Arpentage -- Archives
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	11 juin 2018 11:04
Dernière modification:	11 juin 2018 11:04
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/11338

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