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Préparé pour le Fonds de la recherche forestière du Saguenay – Lac-Saint-Jean RECHERCHE ET RÉDACTION Ursula Fleury-Larouche, M. A. Biologie, directrice générale du FRF-02 RÉVISION LINGUISTIQUE ET MISE EN PAGE Karen Blackburn UQAC RÉFÉRENCE À CITER Fleury-Larouche, Ursula, 2016. Résumé et bilan des projets de recherche sur la croissance et la qualité du bois en forêt boréale aménagée au Saguenay-Lac-Saint-Jean. Fonds de la recherche forestière du Saguenay-Lac-Saint-Jean 22 pages.

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MOT DU PRÉSIDENT C’est avec une grande fierté que j’ai présidé les activités du Fonds de recherche. Nous avons su mener à terme les investissements consentis par nos partenaires depuis 2001. Ces investissements à la recherche permettent d’offrir des résultats pour orienter les décisions d’aménagement et des pratiques adaptées à cette grande forêt boréale, moteur économique de notre région. Je tiens à souligner l’engagement et le dévouement de nos partenaires financiers, le Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec, la Conférence régionale des élus du Saguenay–Lac-Saint-Jean, Le Fonds de recherche québécois sur la nature et les technologies. Un Fonds de recherche tel que le nôtre a vu sa destinée menée par un conseil d’administration de douze membres corporatifs et organisationnels. Je tiens à remercier les délégués qui se sont succédé et qui ont siégé au cours des treize dernières années. J’adresse également des remerciements et des félicitations aux membres des comités d’évaluation de la pertinence régionaux ainsi qu’aux membres des comités scientifiques qui ont eu à accomplir un travail exigeant d’analyse afin d’exercer un choix de sélection difficile à l’occasion des sept appels de proposition de projets de recherche. Vous avez fait un travail remarquable et grâce à vous, nous avons fait la démonstration qu’un Fonds de recherche peut être géré efficacement à partir de la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean.

Claude Bouchard

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MOT DE LA DIRECTRICE GÉNÉRALE Créé en 2001, le Fonds de la recherche forestière a financé quarante-six projets de recherche, un investissement total directement aux projets de 8 254 820 $ en forêt boréale. Les domaines de l’aménagement, de la biodiversité, du rendement des forêts, de même que les nouveaux produits ont fait l’objet des priorités de recherche définies par les intervenants de la région. Je dirige le Fonds de la recherche forestière depuis juin 2002. Durant ces années, j’ai été à même de constater l’importance de pouvoir compter sur des résultats scientifiques pour faire des choix éclairés dans l’aménagement de la forêt pour préserver la biodiversité et développer de nouveaux produits. Quarante-six projets, des centaines de solutions proposées grâce aux résultats issus des projets à la maîtrise et au doctorat. Certains sujets de recherche ont fait l’objet de priorités constantes, nécessitant des investissements soutenus durant plusieurs années. C’est le cas des besoins de connaissances sur la croissance naturelle de la forêt boréale, de l’impact des coupes de la forêt sur les lacs, de la capacité des essences végétales (arbres et herbacées) pouvant être utilisées afin de traiter certaines maladies et également, de la capacité de la forêt à se régénérer après les coupes. Certains résultats parlent plus fort et force est de constater qu’ils ont influencé le cours de l’histoire forestière au Québec. Le Fonds de la recherche forestière s’est fait discret dans le débat, laissant le soin aux chercheurs et aux intervenants d’utiliser les résultats pour faire évoluer les pratiques de la gestion forestière, les investissements ont porté fruit. Grâce à ces études, nous avons découvert, entre autres, que la forêt boréale est en régression naturelle constante, que la coupe en mosaïque est néfaste à la biodiversité. Les projets de recherche menés sur le caribou ont contribué à l’augmentation des connaissances de façon impressionnante tout en permettant de maintenir des usines ouvertes, car des alternatives d’aménagements étaient étudiées grâce au financement du FRF-02. Le thé du labrador a fait connaitre ses propriétés antivieillissement. La grande maison de beauté Lise Watier en a fait un de ses produits vedettes. Enfin, nos investissements ont permis de démontrer que certaines essences végétales boréales pourront bientôt servir à la guérison de certaines maladies, dont quelques-unes très graves. Ce ne sont que quelques exemples.

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Nous avons préparé des synthèses des projets de recherche réalisées par sujet afin de faciliter le repérage des études accomplies. Ces synthèses permettent de les rendre plus accessibles et utiles à la communauté scientifique ainsi qu’aux intervenants spécialisés dans ces secteurs d’activités. Elles permettront de continuer à pousser plus loin les recherches et surtout elles serviront à éviter la redondance, évitant ainsi de financer en double la même hypothèse de recherche. Finalement, mes sincères remerciements à tous les chercheurs et les étudiants qui ont accompli ces recherches. C’est avec beaucoup de fierté que je dirige le Fonds de recherche depuis ses débuts et il me fait grandement plaisir de vous présenter le fruit de ces investissements. Ursula Fleury-Larouche M.A. Biologiste

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RÉSUMÉ La forêt boréale constitue une partie importante des écosystèmes mondiaux et occupe une place prédominante en étant la plus vaste zone forestière de la province. La forêt boréale est largement dominée par l’épinette noire. Cette essence est d’une grande importance économique pour la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, notamment par la place importante qu’elle occupe sur le territoire, mais également parce qu’elle est une espèce très appréciée étant donné la qualité de ses fibres. L’épinette noire est donc, par son abondance et ses propriétés, une essence très importante économiquement et, par son exclusivité sur le continent, écologiquement. Plusieurs inquiétudes et lacunes de connaissances quant aux rendements des plantations d’épinettes noires ainsi qu’aux impacts de différents traitements sylvicoles appliqués aux peuplements existent. Le Fonds de la recherche forestière du Saguenay–Lac-Saint-Jean (FRF-02) a, jusqu’à maintenant, financé plusieurs projets de recherche visant à enrichir nos connaissances sur les impacts des divers traitements sylvicoles sur la croissance et le rendement des épinettes noires, ainsi que sur le rendement réel des plantations. Le FRF-02 fait un bilan de ces recherches. Il existe deux synthèses des projets de recherche sur le sujet, celle-ci porte sur la croissance et la qualité du bois (Jean Bégin, Annie Desrochers, Robert Schneider et Annie Deslauriers) l’autre sur le rendement des forêts après coupes (Cornélia Krause).

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TABLE DES MATIÈRES

MOT DU PRÉSIDENT ................................................................................................................ III

MOT DE LA DIRECTRICE GÉNÉRALE ................................................................................... IV

RÉSUMÉ ................................................................................................................................... VI

FRF-02 - HISTORIQUE ............................................................................................................... 1

1. INTRODUCTION ................................................................................................................. 2

2. BESOINS DE RECHERCHE DU FRF-02 (2002-2005) ........................................................ 3

2.1 Influence de la haute régénération sur le rendement et la structure des peuplements de seconde venue du dispositif de recherche de la rivière aux Rats. ........................................... 3

2.1.1 Influence de la haute régénération sur la croissance et le rendement des peuplements de

seconde venue du dispositif de la rivière aux Rats. ..................................................................... 3

2.2 Effet de l’éclaircie commerciale sur la croissance et la qualité du bois du Pin gris (Pinus banksiana). .......................................................................................................................................... 4

2.2.1 Effet de l’éclaircie commerciale sur la croissance et la qualité du pin gris. ................................. 4

2.3 Potentiel des strates éco-forestières à la CPPTM (coupe avec protection des petites tiges marchandes). .................................................................................................................................. 5

2.4 Guide de gestion de la densité pour l’épinette noire. ................................................................. 7

3. BESOINS DE RECHERCHE DU FRF-02 2009-2012 ........................................................ 10

3.1 Simulateur de croissance et de qualité du bois pour évaluer les scénarios sylvicoles des pessières noires au Saguenay-Lac-Saint-Jean. ........................................................................ 10

3.1.1 Comparaison de la croissance et de la qualité du bois entre l’épinette noire et l’épinette

blanche à l’aide d’un simulateur écophysiologique. ................................................................... 10 3.1.2 Réponse du pin gris et de l’épinette noire à l’éclaircie commerciale en forêt boréale. .............. 10 3.1.3 Estimating black spruce allometric relationships through arial lidar. ......................................... 10 3.1.4 Estimer la qualité du bois de l’épinette noire à partir des données quantifiables par le lidar

aéroporté. ................................................................................................................................... 10

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3.2 Caractérisation et modélisation de la croissance et de propriétés du bois des pessières noires le long d’un gradient latitudinal (48° et 53° parallèle) ....................................................... 12

3.2.1 Analyse de la xylogénèse chez l’épinette noire au 54e parallèle, Québec (Canada). ............... 12 3.2.2 Caractérisation de la croissance et de la qualité du bois de l’épinette noire le long d’un gradient

altitudinal. ................................................................................................................................... 12 3.2.3 Estimation de la xylogénèse chez l'épinette noire entre 1950 et 2010. ..................................... 12 3.2.4 Étude des facteurs écoclimatiques déterminants la productivité forestière des pessières et des

sapinières en forêt boréale......................................................................................................... 12

3.3 Système racinaire adventif de l’épinette noire et succès de plantation. .................................... 13 3.3.1 Croissance et nutrition de l’épinette noire en lien avec la production de racines adventives. ... 13 3.3.2 Développement du système racinaire adventif de l’épinette noire en lien avec l’enfouissement

de la tige. .................................................................................................................................... 14 3.3.3 Profondeur de plantation et enracinement adventif chez l’épinette noire et blanche. ............... 14

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FRF-02 - Historique Le Fonds de la recherche forestière du Saguenay–Lac-Saint-Jean (FRF-02) a été créé en 2002 dans le cadre d’une entente spécifique de régionalisation sur la recherche forestière en forêt boréale au Saguenay–Lac-Saint-Jean. Il a mis fin à ses activités en 2016. Les principaux partenaires étaient: - Ministère des Ressources naturelles et de la Faune - Conférence régionale des élus du Saguenay–Lac-Saint-Jean - Fonds de la recherche sur la nature et les technologies (FRQNT) Cette entente associait des partenaires régionaux de l’industrie, des MRC et du ministère afin de développer et d'améliorer les connaissances sur la forêt boréale et son écologie. Elle visait l'aménagement durable de la forêt dans la perspective d'un rendement accru afin d'en maximiser les multiples potentiels, et ce, en adéquation avec les besoins mis en priorité par les utilisateurs régionaux. Le FRF-02 avait notamment pour but de subvenir au financement d’activités de recherche de la forêt boréale et son écologie au Saguenay–Lac-Saint-Jean. Le Fonds de la recherche forestière du Saguenay–Lac-Saint-Jean (FRF-02) accordait une attention particulière aux recherches sur la forêt boréale au Saguenay–Lac-Saint-Jean et son écologie, notamment celles permettant d'améliorer et d'appliquer les connaissances au chapitre de la remise en production des territoires mal régénérés, de favoriser et d'améliorer la régénération des territoires de récolte, de caractériser et de modéliser la croissance des arbres et finalement de supporter des travaux de caractérisation du bois de l'épinette noire. Le FRF-02 favorisait également l'émergence de nouveaux savoirs et de nouvelles technologies dans les domaines de l'aménagement et de l'environnement de la forêt boréale du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Le renforcement du partenariat entre le gouvernement, les utilisateurs et les chercheurs, en particulier le maillage du savoir-faire terrain des utilisateurs aux connaissances scientifiques des chercheurs étaient des constituants majeurs de la mission du FRF-02. Une attention particulière était portée sur le transfert des connaissances et du savoir-faire aux organisations et aux entreprises concernées par l'aménagement durable de la forêt boréale.

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1. INTRODUCTION

Le FRF-02 a financé vingt-deux projets de recherche rattachés au rendement des forêts. L’impact des éclaircies commerciales sur la qualité du bois, la croissance de l’épinette noire entre le 48e et le 51e parallèle et la remise en production des territoires sont les trois thèmes qui englobent les problématiques identifiées par les utilisateurs et pour lesquels nous avons accepté de financer des projets.

Une éclaircie est « un traitement sylvicole qui vise à améliorer la croissance en diamètre des arbres de même que la qualité et, par conséquent, la valeur du peuplement résiduel ». Au Québec, on remet en question les éclaircies en raison des impacts sur la qualité du bois. Aucune recherche ne portait sur le rendement de la forêt boréale et les utilisateurs basent encore majoritairement leurs travaux sylvicoles sur les tables de rendement issues des recherches réalisées dans les sapinières. Or, la pessière noire est un domaine bioclimatique différent et, afin d’améliorer sa gestion, il importait d’approfondir les connaissances sur la réponse de l’épinette noire suite à un traitement sylvicole. Précisons que les éclaircies commerciales de masse débutaient dans la région avec le Plan de gestion et d’aménagement forestier (PGAF) 2013, il y avait donc un objectif d’offrir des réponses pour supporter les décisions concernant des stratégies d’aménagement et des priorités de traitement selon les effets de l’éclaircie.

Les recherches de monsieur Jean Bégin (U. Laval) confirment une augmentation de la taille des tiges à la suite d’un traitement sylvicole et afin de maximiser l’intervention, il mentionne que les peuplements devraient être traités le plus jeune possible. Il a élaboré un guide de gestion de la densité de l’épinette noire.

Des modélisations sur la croissance des arbres ont été développées par les chercheurs Robert Schneider (U. Laval), Annie Deslauriers (UQAC) et Annie Desrochers (UQAT) s’est attardée au système racinaire.

Le bois et la fibre provenant des pessières noires sont prisés pour leurs qualités, mais les traitements sylvicoles peuvent influencer les conditions de croissance. Ces projets visaient à permettre d’évaluer avec plus de précision le rapport coût/bénéfice des différents traitements sylvicoles, un élément extrêmement important dans le contexte économique actuel.

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2. BESOINS DE RECHERCHE DU FRF-02 (2002-2005)

2.1 Influence de la haute régénération sur le rendement et la structure des peuplements de seconde venue du dispositif de recherche de la rivière aux Rats. M. Jean Bégin, Ph.D Université Laval

2.1.1 Influence de la haute régénération sur la croissance et le rendement des peuplements de seconde venue du dispositif de la rivière aux Rats. Hugues Laberge (Maitrise) U. Laval

Besoins de recherche identifiés

L’élaboration des Plans généraux et d’aménagement forestier nécessite une évaluation dans le temps des strates juvéniles (0 à 7m). La méthode actuelle se base sur l’historique d’avant coupe et sur la série évolutive présente en extrapolant l’évolution des peuplements par une relation linéaire qui exclut la croissance des premiers 25 ans. L’évolution des peuplements après coupe ou après une perturbation majeure, de même que la composition et la succession des essences forestières et leur dominance ont besoin d’être mieux connus pour déterminer un indice de qualité de station (IQS) représentatif.

Objectifs du projet Le projet cherche à: (1) Identifier les variables dendrométriques (volume marchand, structure diamétrale, indice de diamètre, …) les mieux corrélées avec la diminution de la révolution; (2) Proposer des balises à l’application du traitement de la CPPTM; (3) Évaluer le gain de productivité d’une CPHR-CPPTM par rapport à une CPRS; (4) Quantifier le taux de mortalité par classe de diamètre des tiges protégées; (5) Comparer rétrospectivement l’évolution des structures issues de CPRS, CPHR et CPPTM. Résultats Lorsqu’elles survivent, les tiges les plus grandes occupent l’étage dominant en fin de révolution et conservent leur avance sur les tiges plus petites. À dimension comparable et après une certaine période d’adaptation, les tiges des différentes classes de régénération préétablie affichent des accroissements en hauteur similaires. Le diamètre moyen des 1 000 plus grosses tiges à l’hectare, 15 ans après la coupe, a été retenu comme variable caractérisant la diminution de la durée de révolution. L’utilisation de l’ID15

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apparaît être un moyen efficace pour évaluer les gains de révolution attribuables à la protection de la régénération et des petites tiges marchandes. Cette variable a l’avantage d’être facilement mesurable sur le terrain lors du second suivi prévu sur les terres publiques entre 10 et 20 ans. Les résultats ont montré que l’impact de la protection de la haute régénération et des petites tiges marchandes est généralement positif, contribuant à obtenir des gains importants en termes de réduction de la révolution. Pour le dispositif de rivière aux Rats, ces gains s’élèvent à 3,3 ans/cm sur la base de l’indice de diamètre moyen 15 ans après la coupe. Par rapport à une CPRS et sur la base d’un inventaire satisfaisant à 15 ans, la CPHR permettrait d’obtenir un même volume sur pied sur une révolution raccourcie de 10 ans. La CPPTM fournirait un volume récoltable d’environ 90 % du volume d’une CPRS sur une révolution raccourcie de 20 ans. La présence abondante d’éricacées dans les pessières destinées à la production prioritaire d’épinettes noires mérite une attention particulière.

2.2 Effet de l’éclaircie commerciale sur la croissance et la qualité du bois du Pin gris (Pinus banksiana). M. Jean Bégin, Ph.D Université Laval

Vidéoconférence des résultats présentés lors du forum de transfert

2.2.1 Effet de l’éclaircie commerciale sur la croissance et la qualité du pin gris. Robert Schneider (Doctorat) U. Laval.

Accédez à thèse ici Besoins de recherche identifiés Bien que l’éclaircie précommerciale (EPC) soit relativement bien documentée, le rendement et les effets des EPC sont remis en question au Québec. Notamment, certains projets sont parfois refusés en raison de l’âge, de la densité, de la structure ou de la qualité du site visé. Toutefois, les études proviennent principalement de régions plus méridionales, il serait donc intéressant de préciser les effets de différents types d’EPC dans la pessière et la sapinière à bouleaux blancs. Objectifs du projet L'éclaircie commerciale, qui consiste à récolter approximativement une tige sur trois dans un peuplement plusieurs années avant la coupe finale, est une solution envisageable pour pallier à la diminution en approvisionnement, car elle pourrait augmenter la productivité des peuplements traités ou du moins permettre la récolte de matières ligneuses sans hypothéquer la productivité du site. Le but de ce projet est de documenter l’effet de l’éclaircie commerciale sur la croissance

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des pinèdes grises et ses impacts sur la qualité du bois et des produits finis. Plus spécifiquement, le projet cherche à évaluer l’effet de l’éclaircie commerciale sur : (1) la croissance des tiges individuelles (diamètre à hauteur de poitrine, volume, forme et défilement), (2) les caractéristiques et propriétés du bois, (3) le rendement en sciage (taux de recouvrement du sciage), (4) l’évolution du peuplement (volume marchand, structure diamétrale), (5) la valeur des produits finis et le retour sur l’investissement. Résultats Les résultats montrent que l’éclaircie commerciale augmente la taille des tiges résiduelles. Par contre, à l’échelle du peuplement, cette augmentation ne se traduit pas en un gain en volume, car elle ne permet pas de combler la perte due aux tiges récoltées. Les peuplements traités plus tôt montrent un effet négatif moins important du traitement. L’éclaircie devrait être envisagée dans des situations où l’approvisionnement d’une usine est réduit et non comme un outil pour augmenter la production en volume. Quant à la qualité du bois, l’éclaircie a un impact indirect. Aucun effet n’est remarqué lorsque des tiges ont une croissance similaire. Par contre, étant donné que l’éclaircie augmente l’accroissement, la densité du bois diminue légèrement. Cette diminution n’a toutefois que très peu de répercussions sur les propriétés mécaniques du bois. Ces résultats permettent de valider l’hypothèse de rendement des éclaircies commerciales mise de l’avant dans le Manuel d’aménagement forestier. Ils montrent aussi que les peuplements devraient être traités le plus jeune possible pour bénéficier du maximum de l’intervention. Les peuplements déjà éduqués tels que les plantations et ceux traités par une éclaircie précommerciale devraient être ciblés pour une éclaircie commerciale.

2.3 Potentiel des strates éco-forestières à la CPPTM (coupe avec protection des petites tiges marchandes). Jean Bégin. U. Laval.

Besoins de recherche identifiés Plusieurs nouvelles modalités d’aménagement liées à l’entente Cri-Québec, au nouveau règlement sur les normes d’intervention (RNI), aux objectifs de mise en valeur, etc., visent à maintenir sur une partie du territoire des peuplements de plus de 7 mètres. Certaines récoltes partielles pourraient être favorisées sur une partie du territoire de façon à limiter les pertes de matières ligneuses et à amortir les coûts de construction de chemins tout en répondant aux objectifs de maintien de peuplements liés par cette entente. Cependant, le potentiel du territoire pouvant se prêter à divers travaux de récolte partielle (CPPTM, EC, CPHR, etc.) et les rendements escomptés sont méconnus. La CPPTM fait partie du Manuel d’aménagement forestier (MRNFP 2003) et est devenue l’alternative opérationnelle à la CPRS. Bien qu'elle apparaisse raisonnablement acceptable, voire souhaitable à plusieurs points de vue, de nombreuses questions se posent quant à la superficie du territoire potentiel et aux strates où

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elle est réalisable. Il importe de se doter d’outils efficaces pour distinguer les situations propices à une CPPTM de celles propices à une CPRS. Objectifs du projet Les objectifs: 1° À partir des placettes de l’inventaire décennal, vérifier quelles variables cartographiques et

terrestres discriminent le potentiel des placettes à la CPPTM; 2° À partir des placettes de l’inventaire décennal, identifier le potentiel à la CPPTM des strates

écoforestières matures présentes dans la région 02; 3° Produire une synthèse des superficies potentielles ainsi que des cartes de localisation des

peuplements d’intérêt prévus dans la région 02. Résultats 1) L’identification de variables cartographiques et terrestres utiles pour l’évaluation du

potentiel. 2) Une synthèse des secteurs de coupe et des strates d’intérêt à la CPPTM. 3) Des cartes présentant les zones susceptibles d’être traitées en CPPTM. 4) L'évaluation d'une méthode utilisant l'imagerie Quickbird pour cibler localement les

peuplements aptes à la CPPTM. Les retombées: 1) Prescription du bon traitement au bon endroit (diminue chablis, mortalité et sous-utilisation); 2) L'amélioration de la productivité liée à la planification pour mieux cibler les peuplements

aptes à la CPPTM; 3) Le développement d’une méthode tirant profit des images satellitaires, lesquelles couvrent

un vaste territoire réduisant du même coup l’ensemble des manipulations liées à la photo-interprétation;

4) La formation d’étudiants à la maîtrise/doctorat et d’étudiants de premier cycle comme assistants de recherche. Projet financé dans le cadre de l‘Action concertée Fonds Nature et Technologies – FRF-02.

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2.4 Guide de gestion de la densité pour l’épinette noire. Jean Bégin. U. Laval

Vidéoconférence sur les résultats du projet présentés lors du forum de transfert

Besoin de recherche identifié Les peuplements d'épinettes noires couvrent une vaste étendue de la forêt boréale. Arrivés à maturité, ils sont récoltés principalement par CPRS bien que des coupes partielles telles que la CPPTM soient applicables selon les circonstances. En fonction des normes en vigueur, les parterres de coupe peuvent être considérés régénérés si le coefficient de distribution de la régénération est de 10 % supérieur au coefficient de distribution des souches (MRNF 2003). Des superficies comportant de 30 à 40 % de trouées sont ainsi considérées régénérées. De façon à tirer au maximum avantage du potentiel de production (MRNF 2008), il serait sage de définir quel niveau de boisement peut supporter les différentes stations forestières où l'on retrouve l'épinette noire. Les guides de gestion de la densité (GGD) sont des outils d'aide à la décision utilisés communément en foresterie (Drew et Flewelling, 1979). Comme ils permettent de prévoir l'évolution des peuplements, l'intérêt pour ces outils réside dans leur capacité à prendre en considération différents objectifs de production et ainsi de choisir les stratégies sylvicoles à adopter dans la conduite des peuplements. Ils fournissent par ailleurs une référence factuelle quant au niveau de boisement. Les GGD sont conçus pour des peuplements à structure équienne. Dans le cas des peuplements d'épinettes noires, on admet généralement que la structure peut être très variable résultant en des distributions normales, bimodales, en J inversé ou avec asymétrie positive ou négative. Cette variabilité est en partie attribuable aux méthodes de récolte (coupes totales vs partielles), aux stations forestières et aux patrons de croissance. Muessenberger (2005) démontrait que cette variation des structures diamétrales doit impérativement être considérée puisqu'elle occasionne un biais dans les prédictions des GGD. Objectifs Ce projet vise spécifiquement à : 1) Élaborer un GGD pour l'épinette noire tenant compte de la diversité des structures et des

stations forestières; 2) Déterminer comment considérer la variabilité des structures, c.-à-d. préciser leur rôle dans

la relation « volume moyen = f (hauteur dominante et densité) »; 3) Caractériser les changements temporels des structures diamétrales en fonction des stations

forestières pour formuler des prédictions; 4) Déterminer dans quelle mesure la structure diamétrale et son évolution découlent d'un

patron de croissance en lien avec les stations forestières (Pretzsch 2009);

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5) Intégrer aux GGD des relations accessoires (dimensions de la cime vivante et quotient hauteur - diamètre des tiges dominantes), permettant de porter un meilleur jugement sur la pertinence de réaliser une éclaircie commerciale;

6) Caractériser le niveau de boisement selon les différentes stations. Résultats obtenus 1) Développement d'une méthode d'évaluation performante de la hauteur des arbres à partir

d'une régression non linéaire mixte tenant en compte l'effet du dhp, de la densité relative, de l'essence et des placettes;

2) Mise en place d'une méthode automatisée de l'évaluation de la hauteur dominante et du diamètre des dominants en excluant les vétérans;

3) Meilleure compréhension de l'effet de la dispersion spatiale des tiges sur le volume moyen des arbres;

4) Développement méthodologique pour adapter les GGD à des structures diamétrales variables;

5) GGD pour les pessières noires pures (90 % et plus en EPN) tenant compte de la structure, de la végétation potentielle et des sous-régions écologiques;

6) Intégration de la dynamique des peuplements à l'intérieur du GGD via une évaluation de l'évolution de la densité et du volume moyen sur une période de 12 ans;

7) Caractérisation de l'évolution temporelle des structures diamétrales via une variable facile à évaluer (rapport du diamètre moyen quadratique sur le diamètre des dominants);

8) Établissement de relations (diamètre moyen quadratique et proportion de volume marchand), permettant de porter un meilleur jugement sur l'état du peuplement, son évolution future et la pertinence de réaliser une intervention sylvicole;

9) Pour une portion importante du Lac-Saint-Jean, prévisions du coefficient de la régénération résineuse cinq ans après coupe en fonction de différentes situations (végétation potentielle, domaine bioclimatique, type de couvert, classe de densité, système d'opération, saison de récolte et distance par rapport au chemin forestier);

10) Une évaluation de l'évolution des 30 premières années après coupe des pessières noires coupées dans les années '80 en fonction du coefficient de distribution de la régénération mesuré 5 ans après coupe.

Retombées actuelles et prévues 1) Mise au point de méthodologies permettant de produire des GGD adaptées aux forêts du

Québec; 2) Disponibilité d'un outil permettant aux sylviculteurs d'évaluer l'état des pessières noires et

leurs évolutions futures; 3) Visualisation de l'influence de certaines caractéristiques sur la production de l'épinette noire; 4) Caractérisation de la capacité de support du milieu (boisement) selon différentes stations

forestières et identification des stations où les regarnis sont appropriés; 5) Identification de problématiques sylvicoles associées à la présence ou non de régénération

résineuse dans les peuplements coupés au Lac-Saint-Jean;

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6) Identification de stations forestières et de peuplements qui mériteraient un effort d'échantillonnage supérieur après coupe en fonction des objectifs de boisement;

7) Formation de chercheurs; 8) Transfert technologique et diffusion des résultats (mémoires et colloques); 9) Validation et compilation de bases de données qui serviront dans le cadre d'autres projets et

d'autres organismes.

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3. BESOINS DE RECHERCHE DU FRF-02 2009-2012

3.1 Simulateur de croissance et de qualité du bois pour évaluer les scénarios sylvicoles des pessières noires au Saguenay-Lac-Saint-Jean. M. Robert Schneider, Ph.D. Université du Québec à Montréal

Vidéoconférence des résultats présentés lors du forum de transfert

Projets financés

3.1.1 Comparaison de la croissance et de la qualité du bois entre l’épinette noire et l’épinette blanche à l’aide d’un simulateur écophysiologique. Hugues Power (Doctorat) Université du Québec à Montréal

3.1.2 Réponse du pin gris et de l’épinette noire à l’éclaircie commerciale en forêt boréale. Venceslas Goudiaby (Doctorat) U. du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

3.1.3 Estimating black spruce allometric relationships through arial lidar. Udayalasmmi Vepakomma. (Post-doctorat) U. du Québec à Rimouski.

3.1.4 Estimer la qualité du bois de l’épinette noire à partir des données quantifiables par le lidar aéroporté. Robert Schneider. (post-doctorat). U. du Québec à Montréal.

L’épinette noire est une des essences les plus importantes du Québec et se trouve sur une variété de sols différents. Le bois et les fibres provenant des pessières noires sont prisés pour leurs qualités, mais les traitements sylvicoles peuvent influencer les conditions de croissance. Les propriétés mécaniques de plantations à faible densité seraient nettement inférieures à celles du bois d’œuvre provenant de peuplements issus de régénération naturelle. Ce qui nous amène à préconiser l’élaboration de nouveaux outils pour prendre en compte la qualité du bois dans l’aménagement des pessières noires.

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Objectifs Ce projet voulait étudier la croissance de l’épinette noire à l’aide d’un modèle de croissance à base fonctionnelle, et lier cette information à la qualité du bois. Un autre objectif du projet était d’établir des liens entre le modèle de croissance, la qualité du bois et les données obtenues par lidar aéroporté. 1. Adapter le modèle PipeQual de Mäkelä et Mäkinen (2004) de façon à décrire l’évolution de

la qualité des tiges d’épinettes noires en fonction de la densité du peuplement, sa structure, la qualité du site et différents scénarios sylvicoles;

2. Employer le modèle et des données terrain pour mieux comprendre les facteurs influençant la croissance et la qualité du bois;

3. Utiliser le modèle pour développer des scénarios sylvicoles favorisant la production de bois de qualité tout en considérant la réalité économique.

Résultats L’analyse des données de qualité du bois a montré une forte corrélation entre certaines caractéristiques de la cime des arbres et les propriétés physiques des produits forestiers. En effet, la résistance à la rupture du bois d’œuvre est influencée par la densité de branches. La télédétection par laser aéroporté, ou lidar, permet d’obtenir des données détaillées sur la forme de la couronne des arbres. Des relations ont été mises au point pour estimer la taille des arbres et de leur couronne afin de lier les données lidar au modèle de croissance et à la prédiction de la qualité du bois. Ces résultats permettront aux gestionnaires de la forêt de prendre des décisions plus éclairées sur l’effet des traitements sylvicoles sur la croissance des arbres et sur la qualité du bois. Grâce à ces résultats, la qualité du bois et la croissance potentielle du site peuvent maintenant être déterminées à partir de télédétection.

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3.2 Caractérisation et modélisation de la croissance et de propriétés du bois des pessières noires le long d’un gradient latitudinal (48° et 53° parallèle) Annie Deslauriers. Université du Québec à Chicoutimi.

Article publié

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3.2.1 Analyse de la xylogénèse chez l’épinette noire au 54e parallèle, Québec (Canada). Marie-Josée Girard (Maitrise) U. du Québec à Chicoutimi

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3.2.2 Caractérisation de la croissance et de la qualité du bois de l’épinette noire le long d’un gradient altitudinal. Carlos Ernesto Cairo Calderon (Maitrise) U. du Québec à Chicoutimi

3.2.3 Estimation de la xylogénèse chez l'épinette noire entre 1950 et 2010. Boulouf-Lugo Jacqueline Rosari. (Maitrise) U. du Québec à Chicoutimi

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3.2.4 Étude des facteurs écoclimatiques déterminants la productivité forestière des pessières et des sapinières en forêt boréale. Sergio Rossi (Post-Doctorat) U. du Québec à Chicoutimi.

Objectifs L’objectif principal du projet était de quantifier la variabilité de la croissance ligneuse en volume et en densité et les propriétés du bois en fonction de la latitude pour ensuite élaborer et appliquer un modèle de productivité qualiquantitatif aux plans d’aménagement forestier.

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Résultats Lors de la réalisation de cette étude, cinq peuplements purs d’épinettes noires ont été échantillonnés le long d’un gradient alti-latitudinal, situé entre le 48e et le 53e degré de latitude nord. Les résultats montrent que les sites situés aux latitudes et aux altitudes les plus élevées présentent une réduction du taux de croissance, menant à une diminution du volume de la tige produit. Cette réduction de croissance est le résultat d’une diminution de la saison de croissance dans les sites nordiques. Malgré une dynamique similaire, un délai dans le début et la fin des étapes de la formation du bois est observé entre les sites. Les sites les plus chauds, SIM et MIS, ont une reprise hâtive de la croissance et une fin tardive de la différenciation du xylème. Ceci mène à une augmentation de 14 jours de la période de xylogénèse (+13,1%) ce qui correspond à une augmentation massive de la production cellulaire (+109%). À l’opposé, la saison de croissance plus courte aux latitudes plus élevées, MIR et DAN, diminue le temps pour la production et la maturation cellulaire, donc le volume de bois produit. La qualité du bois varie également le long du gradient alti-latitudinal. La densité du bois, la taille des fibres et les propriétés mécaniques sont supérieures dans les sites situés à des latitudes et à des altitudes plus basses. Plus précisément, le site le plus nordique présente la densité et les propriétés mécaniques du bois les plus faibles, et ce, pour l’ensemble des âges cambiales analysés. En conclusion, selon nos résultats, la réduction de la productivité et l’augmentation des coûts reliés à l’exploitation de peuplements nordiques ne seront pas compensées par une augmentation de la qualité du bois.

3.3 Système racinaire adventif de l’épinette noire et succès de plantation. Annie Desrochers. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

La capacité des plants à absorber l’eau du sol est un des facteurs les plus importants affectant la rapidité des plants à s’établir et le stress hydrique est la première cause de mortalité ou de baisse de croissance des semis de conifères. Les plants parviennent à avoir accès à l’eau du site en produisant de nouvelles racines. Le système racinaire de l’épinette noire mature est de nature presqu’exclusivement adventive, c.-à-d. la grande majorité des racines des arbres matures se sont développées sur la tige. Il faudrait donc développer des méthodes de plantation de façon à promouvoir l'établissement de ce système racinaire.

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3.3.1 Croissance et nutrition de l’épinette noire en lien avec la production de racines adventives. Clémentine Pernot (Doctorat) UQAT

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3.3.2 Développement du système racinaire adventif de l’épinette noire en lien avec l’enfouissement de la tige. Richard Laurin (Maitrise). UQAT

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3.3.3 Profondeur de plantation et enracinement adventif chez l’épinette noire et blanche. Émilie Tarroux. (Post-doctorat) UQAT

Objectifs 1) Déterminer l’importance du système racinaire adventif par rapport au système racinaire

initial pour la croissance et la physiologie de l’épinette noire; 2) Déterminer l’effet de la nature de différents microsites de plantation sur la formation du

système racinaire adventif et la croissance de l’épinette noire; 3) Évaluer l’influence de la profondeur de plantation sur la formation du système racinaire

adventif et sur la croissance à moyen terme. L’atteinte de ces objectifs passera par trois approches complémentaires en conditions contrôlées et sur le terrain: La croissance à moyen terme de plants avec et sans racines adventives sera évaluée à partir de dispositifs établis en 1993 et 1996. Les facteurs facilitant la mise en place du système racinaire adventif seront évalués à partir d'un dispositif en serres et sur le terrain, de même que les caractéristiques du substrat. Des analyses dendrochronologiques nous permettront d'étudier le développement du système racinaire dans le temps. Des mesures physiologiques seront également prises sur les semis/plants afin d'évaluer l'avantage potentiel des plants avec racines adventives. Résultats Les résultats ont montré l’importance du système racinaire adventif chez l’épinette noire (et blanche, pour l’un des tests). Par contre, l’étude n’a pas permis de démontrer de lien entre l’enfouissement des plants au moment de la plantation, la vitesse d’installation du système racinaire et la croissance des arbres. En général, les arbres qui avaient été plantés plus profondément (5-12 cm) avaient la même taille ou une taille légèrement supérieure après 15 et 23 ans que les arbres qui avaient été plantés au niveau du sol et une profondeur d’au moins 12 cm, sans risquer de nuire à la croissance des arbres. Ceci représente une retombée importante pour le planteur qui ne devrait pas être pénalisé pour l’enfouissement de la base des plants. Le projet a également montré qu’un pré-enfouissement en serres lors de la production des plants (qui nécessite un repiquage additionnel), bien qu’il favorise le développement des racines adventives, n’est pas nécessaire ou souhaitable parce qu’il n’a pas apporté d’avantages en croissance aux plants à moyen terme.