Simulation and analysis of the effect of spruce budworm on forest carbon dynamics : new TRIPLEX-Insect model development and applications

Liu, Zelin (2019). « Simulation and analysis of the effect of spruce budworm on forest carbon dynamics : new TRIPLEX-Insect model development and applications » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Les épidémies de tordeuses des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana (Clemens), Lepidoptera: Tortricidae, TBE) jouent un rôle important dans la forêt boréale de l'Amérique du Nord. La dynamique du carbone au sein de ces écosystèmes forestiers s'en trouve sévèrement affectée, les pertes en couvert forestier reliées à la défoliation et à la mortalité se chiffrant en millions de kilomètres carrés. L'objectif général de ce projet est d'améliorer la compréhension et la quantification de l'impact des insectes sur la dynamique du carbone forestier. Spécifiquement, (1) un nouveau modèle basé sur un processus (TRIPLEX-Insect) a été développé pour quantifier l'effet des épidémies de TBE sur les flux de carbone forestier pour le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.). (2) En utilisant le modèle TRIPLEX-Insect combiné avec des données de parcelles d'inventaire forestier, des bases de données géospatiales, des données climatiques mensuelles et des données séquentielles de défoliation spatialement explicites, nous simulons et comparons la dynamique et les changements au niveau du carbone dans les forêts de la province de Québec sans et avec perturbation par la TBE sur une superficie de 65,746 km2. (3) Le modèle a été ultérieurement utilisé pour évaluer la quantité de carbone pouvant être conservé au Québec en procédant à un épandage aérien d'insecticide (Bacillus thuringiensis ssp. Kurstaki – Btk) durant la période de 2010 à 2017. Le modèle a été validé avec des données de mortalité observée dans la région de la Côte-Nord au Québec de même que par des données publiées de croissances volumique annuelle actuelle (CAI) pour l'île du Cape Breton en Nouvelle-Écosse au Canada. En comparaison à la simulation sans défoliation, la moyenne nette en productivité écosystémique (NEP) avec défoliation a diminuée de 91±7.3 g C m-2année-1 dans 65,746 km2 d'aire forestière défoliée au Québec de 2007 à 2017, alors que cette aire était de 21,046 km2 et a été convertie en source de carbone en 2017. Cette étude démontre aussi que les peuplements de sapins baumiers plus jeunes perdent moins de carbone que les peuplements d'épinettes ou les peuplements mixte de sapin baumier et d'épinette. De plus, l'épandage aérien s'est avéré être une bonne méthode de sauvegarde de carbone sous perturbation par la TBE. L'année subséquente au traitement d'épandage, la NEP moyenne des forêts traitée a augmentée de 0.59 g Cm-2year-1 en comparaison aux forêts sans traitement. Les résultats ont aussi démontrés que davantage de carbone peut être conservé dans les peuplements de sapin baumier que dans ceux d'épinette et mixtes de sapin baumier et d'épinette. En somme, le modèle TRIPLEX-Insect s'avère être un outil très utile pour assister les initiatives de gestion des épidémies d'insectes forestiers. Celui-ci s'applique bien pour la quantification de la dynamique du carbone de même qu'à l'évaluation de l'efficacité de l'épandage aérien lors d'épidémies de TBE. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : mortalité des arbres, perturbations naturelles, productivité nette de l'écosystème, défoliation cumulative, sapin baumier, processus de photosynthèse

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Peng, Changhui
Mots-clés ou Sujets: Tordeuse des bourgeons de l'épinette / Invasions d'insectes / Cycle du carbone / Arbres morts / Défoliation / Forêts boréales / Modèles mathématiques
Unité d'appartenance: Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 19 févr. 2020 15:36
Dernière modification: 19 févr. 2020 15:36
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/13277

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