McNie, Pierce
(2024).
« A landscape level analysis of factors affecting current and future outbreaks of the spruce budworm Choristoneura fumiferana » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.
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Résumé
La tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferan Clem, TBE) est l'insecte défoliateur responsable de la plus grande mortalité des arbres en Amérique du Nord. Se nourrissant principalement de sapin baumier (Abies balsame) et d'épinette noir (Picea mariana) , la TBE se déclare environ tous les 35 à 40 ans, entraînant la mortalité d'arbres sur des millions d'hectares de forêt boréale. On sait que ces épidémies sont dues à des interactions de second ordre dépendant de la densité avec ses principaux prédateurs, une grande diversité d'espèces de parasitoïdes. La plupart des recherches sur cette espèce ont été menées à l'échelle du peuplement, en examinant des parcelles de forêt localisées et en tirant des conclusions sur la manière dont les espèces d'arbres et les parasitoïdes influencent la mortalité des arbres et la dynamique des populations de TBE. Cependant, des recherches récentes ont commencé à se concentrer sur l'échelle du paysage, en examinant de vastes zones à la recherche de modèles qui pourraient expliquer comment les épidémies de TBE se propagent et sont structurées par des modèles de couverture forestière et de composition des espèces à l'échelle du paysage. Cette recherche à l'échelle du paysage est particulièrement pertinente étant donné que les deux plus grandes menaces qui pèsent sur la biodiversité aujourd'hui sont des perturbations à grande échelle : la fragmentation des forêts et les changements climatiques. Pour comprendre comment les changements climatiques et la fragmentation des forêts peuvent influencer les épidémies à l'avenir, je me suis d'abord demandé quels facteurs à l'échelle du paysage influençaient les épidémies aujourd'hui. En m'inspirant de la littérature sur les peuplements, j'ai appliqué une nouvelle méthode d'évaluation des risques à la composition des forêts et aux données sur la défoliation afin de déterminer quels facteurs à l'échelle du peuplement et quels schémas de configuration de la forêt influençaient le risque d'apparition de la défoliation et de mortalité des arbres au cours de l'épidémie qui s'est déclarée en 2007. Cette analyse a révélé que les facteurs de composition et de configuration de la forêt ont une influence à différentes phases de la propagation d'une épidémie de TBE. La composition et la configuration de la forêt augmentent toutes deux le risque d'apparition de la défoliation, tandis que la mortalité des arbres n'est influencée que par la composition des espèces forestières. En utilisant les informations issues de cette évaluation du risque, j'ai cherché à savoir quel mécanisme sous-tendait le schéma d'augmentation du risque d'apparition de la défoliation dans les paysages fragmentés. J'ai développé un modèle spatialement explicite pour simuler la dynamique forestière pendant une épidémie, ainsi que la dynamique de la population du TBE et de ses parasitoïdes. L'exécution de ce modèle sur une série de paysages forestiers fragmentés a montré que les changements dans la dynamique de l'épidémie étaient dus à l'échec de la dispersion des parasitoïdes dans des environnements plus fragmentés. Cet échec de la dispersion a été étayé par une plus grande incertitude, ce qui a entraîné des épidémies moins prévisibles dans des environnements plus fragmentés. En évaluant le risque de mortalité des arbres au cours d'une épidémie, j'ai constaté que la composition des espèces d'arbres était responsable de la plus grande variation du risque. Des proportions plus importantes de sapin baumier, l'arbre hôte principal, ont entraîné une plus grande mortalité des arbres, tandis que les paysages comportant davantage d'épinette noir, un arbre hôte moins approprié, présentaient un risque réduit de mortalité des arbres. La différence de qualité de l'hôte entre les deux espèces a un effet considérable sur la mortalité des arbres. Toutefois, certains auteurs ont émis l'hypothèse qu'un débourrement plus précoce de l'épinette noir, dû aux changements phénologiques liés aux changements climatiques, pourrait accroître la capacité de l'épinette noir à servir d'hôte au TBE. En outre, la qualité de l'arbre hôte est susceptible d'être influencée par les changements de taux de croissance et de productivité dus à un climat plus chaud. Pour étudier comment la mortalité des arbres et la dynamique des populations de TBE peuvent évoluer en raison des changements climatiques, j'ai modélisé la manière dont les changements phénologiques et de croissance des arbres peuvent influencer la fréquence et la gravité des épidémies de TBE avec un réchauffement de 4C au nord et au sud de la latitude 50N. Cette modélisation a montré que l'effet de la phénologie est susceptible d'augmenter le niveau de défoliation dû au TBE, mais que cet effet est dépassé par le rôle des changements dans la croissance des arbres. Si l'on prévoit une réduction de la croissance du sapin baumier et de l'épinette noir dans le sud et une augmentation dans le nord, il est probable que les épidémies, sous l'effet des changements climatiques, se déplacent plus au nord, avec une réduction de la gravité plus au sud. Cette étude à l'échelle du paysage a montré que la composition et la configuration de la forêt sont deux facteurs importants qui influencent les épidémies de TBE. Avec le réchauffement climatiques et la fragmentation des forêts, les changements dans le paysage influenceront probablement les futures épidémies de TBE. La fragmentation des forêts est susceptible de créer des paysages où les épidémies de TBE sont moins prévisibles et donc plus difficiles à gérer. Dans le même temps, les changements climatiques est susceptible de déplacer les épidémies plus au nord, dans des paysages qui n'ont jamais été soumis à de telles perturbations.
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Filotas, Élise |
| Mots-clés ou Sujets: |
Tordeuse des bourgeons de l'épinette / Invasions d'insectes / Modélisation / Paysages forestiers / Fragmentation écologique / Changements climatiques / Composition forestière / Défoliation / Mortalité des arbres |
| Unité d'appartenance: |
Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE) |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
21 août 2024 10:07 |
| Dernière modification: |
21 août 2024 10:07 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/17951 |
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