L'hétérogénéité paysagère contemporaine du sud-ouest de la forêt boréale québécoise en lien avec quatre familles de variables explicatives

Grondin, Pierre (2015). « L'hétérogénéité paysagère contemporaine du sud-ouest de la forêt boréale québécoise en lien avec quatre familles de variables explicatives » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Ce projet propose un modèle d'analyse de l'hétérogénéité forestière contemporaine d'un territoire vaste (175 000 km2) et varié de la forêt boréale québécoise. Il s'insère dans le contexte de la gestion des forêts du Québec s'appuyant sur les principes de l'aménagement écosystémique. Il a pour but de mieux connaître les processus qui sont à l'œuvre sur le territoire d'étude, cette connaissance conditionnant l'efficacité des politiques d'aménagement mises en place. Nous nous intéressons plus spécifiquement à la complexité des paysages forestiers boréaux définie par les gradients écologiques le long desquels la végétation et ses variables explicatives sont modulées. Quatre familles de variables explicatives sont considérées : le climat, les perturbations naturelles, le milieu physique et les perturbations humaines. Notre objectif est de définir, sous différents angles, ces familles de variables, leur chevauchement le long de gradients écologiques, leur distribution régionale et leur contribution à la diversité des paysages forestiers. Cette approche s'inscrit dans la lignée de deux paradigmes qui se sont succédé au cours des 100 dernières années : le premier axé sur des paysages à l'équilibre et montrant beaucoup de constance d'une perturbation à l'autre (balance of nature) et le second orienté vers des paysages en équilibre dynamique et composés d'une mosaïque de peuplements dont la composition, l'âge et les structures sont variés (patch dynamics). Cette thèse aborde plus spécifiquement l'hétérogénéité des paysages du territoire d'étude sous trois aspects : 1- les gradients écologiques, les structures spatiales (cartes) et l'estimation de l'importance des quatre familles de variables environnementales dans la variation de la végétation décrite selon trois thèmes : les espèces forestières, les types forestiers et les végétations potentielles-stades évolutifs, 2- l'expression dans l'espace des liens entre la végétation et ses variables explicatives, telle que manifestée par des entités géographiques relativement similaires, au regard de la végétation et de leurs variables explicatives (unités homogènes de végétation), 3- et la comparaison de paysages formés par les processus naturels avec les paysages aménagés formés par les mêmes processus, auxquels s'ajoutent les activités anthropiques. Dans le premier chapitre, l'hétérogénéité paysagère du territoire d'étude a été caractérisée à partir de plusieurs sources de données du ministère des Ressources naturelles du Québec (MRN), notamment les districts écologiques (cellules territoriales d'une superficie moyenne de 200 km2), les inventaires forestiers et écologiques ainsi que des cartes forestières, tous réalisés ou élaborés au cours des 30 dernières années. Les résultats obtenus de la compilation de ces données démontrent que l'hétérogénéité des paysages s'exprime par des changements de végétation synchrones avec ceux des variables explicatives présentes le long des gradients écologiques. Cette hétérogénéité est donc structurée ou ordonnée, par opposition à une hétérogénéité sans lien avec les gradients écologiques. Ainsi, deux types de gradients écologiques et de structures spatiales caractérisent le territoire. Le premier, le gradient latitudinal (nord-sud), caractérise deux thèmes de végétation : les espèces forestières, et les végétations potentielles-stades évolutifs. Ce gradient est surtout le reflet des modifications qui surviennent dans les perturbations naturelles et le climat. Le second type, le gradient latitudinal oblique (du sud-est vers le nord-ouest), caractérise le troisième thème, celui des types forestiers. Ce gradient est également le reflet des modifications qui surviennent dans les perturbations naturelles et le climat, mais le milieu physique est plus important que dans les deux premiers thèmes. Cela dit, peu importe le thème de végétation, ce sont les combinaisons de plusieurs familles de variables explicatives qui expliquent le mieux la répartition de la végétation, notamment celles qui impliquent les trois familles naturelles : les perturbations naturelles, le climat et le milieu physique. Dans l'ensemble (variation totale), les perturbations humaines expliquent toujours une proportion moindre de variation que les familles de variables naturelles. En utilisant les mêmes sources de données que dans le chapitre précédent, nous nous sommes intéressés, au deuxième chapitre, à segmenter ce territoire hétérogène, mais cependant structuré et organisé, selon des unités spatiales relativement homogènes définies par une végétation et des familles de variables explicatives spécifiques. L'hétérogénéité paysagère a été caractérisée selon trois échelles ou niveaux de perception. Au niveau le plus fin, 14 unités se succèdent le long des gradients écologiques et trois types d'unités se distinguent sur la base des processus écologiques. Le premier type est associé aux épidémies de tordeuse des bourgeons de l'épinette (portion sud), le second, aux peuplements de début de succession (pinèdes grises et tremblaies) relativement jeunes (surtout dans la portion centrale) et le troisième, aux peuplements de fin de succession (principalement des pessières noires) relativement âgés (prédominant dans la portion nord). Enfin, bien que les perturbations humaines soient présentes sur le territoire depuis plus de 100 ans, la variation de la végétation qui leur est associée est moindre que celle qui est propre aux familles naturelles. Par contre, ces activités ont suffisamment influencé la dynamique paysagère pour affecter le contenu de plusieurs unités homogènes et parfois même modifier leurs limites. Par ailleurs, peu importe le niveau de perception étudié, la variation de la végétation est essentiellement contrôlée par une combinaison de familles de variables explicatives plutôt que par des familles prises individuellement. Afin de positionner l'approche des unités homogènes le long de la séquence évolutive des classifications écologiques du territoire, nous avons appliqué les concepts proposés par divers auteurs (e.g. végétation, végétation et milieu physique) à notre territoire. Les résultats obtenus montrent beaucoup de convergence entre les classifications, ce qui est conséquent avec le synchronisme et le chevauchement des variables descriptives (végétation) et explicatives le long des gradients écologiques. Dans le troisième chapitre, nous nous sommes intéressés à comparer les unités homogènes décrites au chapitre précédent sur la base de leur paysage naturel (sans intervention anthropique) et de leur paysage actuel (principalement aménagé). Le défi porte sur une définition du paysage naturel pour les unités homogènes touchées par les activités anthropiques. Pour ce faire, nous avons utilisé une méthode intégrant le cycle de feu, la structure d'âge du paysage et la modélisation de la dynamique forestière. Cette méthode considère également la variabilité spatiale actuelle du cycle de feu, la variabilité temporelle contemporaine (avant et après 1850) et, jusqu'à un certain point, la variabilité plurimillénaire. Les résultats suggèrent que quelques paysages aménagés se situent en dehors des limites de leur variabilité naturelle, principalement en ce qui a trait aux forêts de plus de 100 ans, mais également pour ce qui est de la composition forestière (enfeuillement). Ayant en vue d'améliorer la mise en œuvre de l'aménagement écosystémique du territoire d'étude par une meilleure connaissance des processus qui y sont à l'œuvre, cette thèse a permis d'expliquer l'hétérogénéité des paysages sur la base de l'intégration de quatre familles de variables explicatives (climat, perturbations naturelles, milieu physique, perturbations humaines). Pour atteindre ce résultat, nous nous sommes intéressés à répondre à trois questions. Tout d'abord, quelle est la complémentarité des familles de variables explicatives considérées dans le développement et le maintien de l'hétérogénéité des paysages définis selon divers thèmes de végétation (espèces forestières, types forestiers, végétations potentielles-stades évolutifs)? Ensuite, comment la végétation et les diverses familles concourent-elles à la formation d'unités relativement homogènes définies selon divers niveaux de perception? Enfin, quel est l'écart entre les paysages naturels et les paysages aménagés en considérant les unités homogènes (échelle spatiale) ainsi que la combinaison des végétations potentielles et des stades évolutifs (échelle du peuplement)? Le modèle d'analyse de l'hétérogénéité proposé dans cette étude tend vers la définition du paysage naturel de chacune des unités de territoire retenues (14 unités homogènes de végétation). Chacun des paysages, décrit par une variabilité naturelle contemporaine et plurimillénaire, peut être considéré comme l'expression optimale de la biodiversité sur laquelle pourrait se baser l'aménagement écosystémique. Le pas suivant serait de lier la description des paysages présentés dans cette étude (végétation contemporaine), avec la description issue de la paléoécologie. Cette discipline permet de dresser l'histoire holocène de la végétation, des feux et du climat à partir d'archives sédimentaires (ex. sédiments lacustres) dans le but de définir une variabilité naturelle plurimillénaire. Alors, la manière de coupler ces deux approches de description des paysages et de leur variabilité représente un défi intéressant. Un second objectif possible serait de comparer la variabilité passée et actuelle avec celle anticipée sous l'effet des changements climatiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : intégration de la végétation et de ses variables explicatives, hétérogénéité spatiale, analyses de redondance, aménagement écosystémique, forêt boréale, paysage naturel

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Gauthier, Sylvie
Mots-clés ou Sujets: Hétérogénéité écologique / Forêts boréales -- Québec (Ouest) / Paysages forestiers / Végétation -- Dynamique / Végétation et climat / Perturbations écologiques / Homme -- Influence sur la nature / Aménagement écosystémique des forêts
Unité d'appartenance: Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 23 févr. 2016 18:50
Dernière modification: 23 févr. 2016 18:50
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/7870

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