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SÉBASTIEN LAVOIE IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR LIMPORTANCE DU CHABLIS EN FORET BOREALE QUEBECOISE, DEUX A CINQ ANS APRES COUPE Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l’Université Laval dans le cadre du programme de maîtrise en sciences forestières pour l’obtention du grade de maître ès sciences (M. Sc.) FACULTÉ DE FORESTERIE, DE GÉOGRAPHIE ET DE GÉOMATIQUE UNIVERSITE LAVAL QUEBEC 2011 © Sébastien Lavoie, 2011

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Page 1: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

SÉBASTIEN LAVOIE

IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR

L’IMPORTANCE DU CHABLIS EN FORET BOREALE

QUEBECOISE, DEUX A CINQ ANS APRES COUPE

Mémoire présenté

à la Faculté des études supérieures de l’Université Laval

dans le cadre du programme de maîtrise en sciences forestières

pour l’obtention du grade de maître ès sciences (M. Sc.)

FACULTÉ DE FORESTERIE, DE GÉOGRAPHIE ET DE GÉOMATIQUE

UNIVERSITE LAVAL

QUEBEC

2011

© Sébastien Lavoie, 2011

Page 2: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

Résumé

Au Québec, les coupes de rétention variable (i.e. les coupes avec rétention de bouquets

et les coupes avec rétention d’arbres dispersés) sont effectuées afin d’aménager la forêt

de façon durable par le maintien de legs biologiques et de la biodiversité. La réalisation

de ces coupes peut entraîner une augmentation du chablis chez les arbres résiduels.

Cette augmentation engendre la perte d’arbres marchands laissés en place pour

conserver un certain couvert vertical. La présente étude a pour but d’évaluer l’impact de

la réalisation de coupes de rétention variable sur l’importance du chablis chez les arbres

résiduels, deux à cinq ans après traitement. Les résultats ont montré des taux de chablis

plus importants en Abitibi que pour la Côte-Nord. Les caractéristiques des arbres

retenus, les conditions édaphiques et la structure des peuplements sont les facteurs

expliquant le mieux le chablis.

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Avant-propos

Ce mémoire est présenté sous forme d’un article scientifique. Cet article, rédigé en

français, n’est pas encore publié. Toutefois, la soumission est prévue prochainement

dans la revue Journal canadien de la recherche forestière.

Je suis l’auteur principal de ce document puisque j’ai réalisé la planification du projet,

la récolte de la majorité des données, les analyses statistiques, l’interprétation des

résultats et l’écriture du manuscrit. Mon directeur de recherche, Jean-Claude Ruel,

Ph.D, ainsi que mon co-directeur, Yves Bergeron, Ph.D, agissent à titre de second et de

troisième auteur respectivement. Ces derniers ont participé activement au projet et

m’ont conseillé tout au long de mon travail. Brian Harvey, Ph. D, est le quatrième

auteur. M. Harvey a contribué au projet en fournissant des données provenant des suivis

effectués à la Forêt d’enseignent et de recherches du Lac Duparquet.

J’ai présenté les résultats de cette étude à deux reprises sous forme d’affiche, soit en

2010 au colloque annuel du Centre d’étude de la forêt, au Mont-Orford (Qc) et en 2010

au Congrès ECANUSA sur les sciences forestières, à Edmundston (NB). De plus, j’ai

également présenté les résultats sous forme de communication orale en 2010 au

colloque annuel de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-Université en

sylviculture et faune, à Baie-Comeau (Qc) et en 2010 au colloque en l’aménagement

écosystémique : les praticiens se prononcent, à Québec (Qc).

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Remerciements

Je remercie mon directeur de maîtrise, M. Jean-Claude Ruel pour m’avoir donné la

chance de faire mes preuves en foresterie malgré le fait que je ne sois pas forestier.

Jean-Claude m’a toujours soutenu et encouragé pendant mon travail. Je veux souligner

sa grande disponibilité, son écoute et sa confiance.

Je remercie mon co-directeur, M. Yves Bergeron, pour son support dans le projet. Yves

m’a apporté beaucoup de commentaires constructifs et a su proposer une vision

différente des choses. Yves a également été très présent comme codirecteur malgré la

distance nous séparant.

Cette étude n’aurait pas été possible sans le soutien financier du Fond québécois de

recherche sur la nature et les technologies (FQRNT). Je remercie la Chaire de recherche

industrielle CRSNG-Université Laval en sylviculture et faune ainsi que la Chaire

industrielle CRSNG-UQAT-UQÀM en aménagement forestier durable pour leurs

nombreuses ressources et leur aide pour la planification et la récolte des données. Merci

aux professionnels Jean-Gabriel Élie, Julie Gravel-Grenier, Gabriel Émond, Danielle

Charron, Marie-Hélène Longpré, Philippe Duval, Raynald Julien et Claude-Michel

Bouchard.

Merci énormément aux partenaires industriels qui ont permis l’accès aux traitements

sylvicoles ainsi que la transmission d’informations indispensables à l’étude. Ainsi,

merci à la Forêt d’enseignement et de recherche du Lac Duparquet et aux compagnies

forestières Tembec, AbitibiBowater, Arbec et Boisaco.

Merci au Centre d’étude de la forêt (CEF) et ses professionnels de recherche Marc

Mazerolle pour l’aide statistique et Sophie Brugerolle pour l’aide de logistique et de

coordination.

Merci au Ministère des Ressources naturelles et de la Faune (MRNF) pour m’avoir

fourni les valeurs de topex et les photos aériennes des stations étudiées. De plus, merci à

M. Jacques Duval du bureau de Baie-Comeau pour la transmission d’informations

importantes concernant la rétention variable.

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V

Merci spécialement à Mme Martine Lapointe, technicienne experte à l’Université Laval.

Merci pour ton professionnalisme, tes connaissances, ta rigueur et ton aide sur le terrain.

Merci au laboratoire de sylviculture pour son soutien et ses encouragements. Dans ce

labo, j’ai découvert des collègues extraordinaires mais surtout, des amis.

Merci énormément aux personnes qui m’ont assisté sur le terrain. Merci à Eugénie

Arsenault, Martine Lapointe et Julie Gravel-Grenier. Sans vous, l’étude n’aurait pas été

possible.

Finalement, merci à ma famille et à mes proches pour vos encouragements.

Page 6: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

Table des matières

Résumé ............................................................................................................................. II Avant-propos .................................................................................................................. III Remerciements ................................................................................................................ IV Table des matières .......................................................................................................... VI Liste des tableaux ......................................................................................................... VIII

Liste des figures .............................................................................................................. IX 1. Introduction générale .................................................................................................... 1

1.1 La rétention variable ............................................................................................... 1

1.2 Facteurs influençant le chablis ................................................................................ 3

1.2.1 Climat, topographie et exposition aux vents .................................................... 3

1.2.2 Propriétés du sol ............................................................................................... 5

1.2.3 Caractéristiques du peuplement ....................................................................... 5

1.3 Impact de la sylviculture et des coupes de rétention variable sur les risques de

chablis ........................................................................................................................... 7

2. Objectifs d’étude ........................................................................................................... 9

Article scientifique .......................................................................................................... 10

3. Introduction ................................................................................................................. 11

3.1 Problématique de la rétention variable ................................................................. 11

3.2 Facteurs influençant le chablis .............................................................................. 12

4. Méthode ...................................................................................................................... 14

4.1 Aires d’étude ......................................................................................................... 14

4.2 Échantillonnage .................................................................................................... 15

4.3 Analyses statistiques ............................................................................................. 22

5. Résultats ...................................................................................................................... 25

6. Discussion ................................................................................................................... 43

6.1 Niveau de pertes par chablis ................................................................................. 43

6.2 Effet de l’essence .................................................................................................. 44

6.3 Effet du diamètre et de la hauteur ......................................................................... 44

6.4 Effet des gaules sur la stabilité des arbres résiduels ............................................. 45

6.5 Effet du sol ............................................................................................................ 46

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VII

6.6 Effet des conditions de vent .................................................................................. 47

6.7 Comparaison de la rétention de bouquets et d’arbres dispersés ........................... 47

6.8 Comparaison entre l’Abitibi et la Côte-Nord ....................................................... 48

6.9 Implication pour l’aménagement .......................................................................... 50

7. Conclusion générale .................................................................................................... 53

Références ....................................................................................................................... 55 Annexes .......................................................................................................................... 62

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Liste des tableaux

Tableau 1. Description des variables utilisées dans l’étude ............................................ 19

Tableau 2. Taux de chablis et caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention

de bouquets en Abitibi .................................................................................................... 26

Tableau 3. Taux de chablis et caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention

d’arbres dispersés de l'Abitibi ......................................................................................... 26

Tableau 4. Caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention de bouquets de la

Côte-Nord ....................................................................................................................... 28

Tableau 5. Caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention d’arbres

dispersés de la Côte-Nord ............................................................................................... 28

Tableau 6. Statistiques descriptives pour les variables quantitatives des différents cas de

rétention variable ............................................................................................................ 29

Tableau 7. Comparaison des modèles pour la rétention de bouquets en Abitibi ............ 31

Tableau 8. Comparaison des modèles pour la rétention d’arbres dispersés en Abitibi .. 32

Tableau 9. Comparaison des modèles pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord .. 33

Tableau 10. Comparaison des modèles pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-

Nord ................................................................................................................................ 34

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Liste des figures

Figure 1. Exemple d'implantation de transects de 10 mètres de large dans un parterre de

coupe de rétention d'arbres dispersés .............................................................................. 18

Figure 2. Exemple de sélection de bouquets dans un parterre de coupe de rétention de

bouquets .......................................................................................................................... 19

Figure 3. Schéma du Topex à distance limite de 500 mètres (Adapté de Ruel et al. 2002)

........................................................................................................................................ 21

Figure 4. Schéma de l'exposition aux vents à distance limite de 300 mètres (Adapté de

Scott et Mitchell 2005) ................................................................................................... 21

Figure 5. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets en l'Abitibi sur dépôt

argileux ........................................................................................................................... 36

Figure 6. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés en l'Abitibi sur

dépôt argileux mésique ................................................................................................... 37

Figure 7. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés en l'Abitibi sur un

dépôt argileux et un rapport hauteur-diamètre de 0,76 m/cm ......................................... 38

Figure 8. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord sur tills

minces mésique ............................................................................................................... 39

Figure 9. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord sur

tills épais, une surface terrière de gaules de 0,0059 m2/ha et un rapport hauteur-diamètre

de 0,73 m/cm ................................................................................................................... 40

Figure 10. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord

sur tills épais à drainage mésique et un rapport hauteur-diamètre de 0,73 m/cm ........... 41

Figure 11. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord

sur tills épais à drainage mésique, un dépôt de till épais et une surface terrière de gaules

de 0,0059 m2/ha .............................................................................................................. 42

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1. Introduction générale

1.1 La rétention variable

Au Québec, le développement durable des forêts fait partie des objectifs que veut mettre

en place le nouveau régime forestier. Pour ce faire, l’aménagement forestier sera

désormais écosystémique. L’aménagement écosystémique a pour but le maintien de la

résilience des écosystèmes et la conservation de la biodiversité en s’inspirant des

perturbations naturelles lors de l’aménagement des forêts (Gauthier et al. 2008). De plus

en plus, de nouvelles approches sylvicoles sont mises de l’avant afin d’aménager la

forêt de façon durable dans le but de jumeler l’exploitation de matière ligneuse et la

conservation d’habitats fauniques (Ruel et al. 2007). Dans cette optique, les coupes de

rétention variable peuvent alors être envisagées afin de concilier le maintien des

écosystèmes tout en conservant les intérêts économiques (Franklin et al. 1997) et

sociaux (Yelle et al. 2008) des différents utilisateurs de la forêt.

La rétention variable est une approche sylvicole alternative aux coupes traditionnelles,

qui a été développée dans les années 1990 dans le Nord-Ouest du Pacifique (Franklin et

al. 1997; Beese et al. 2003). Ce traitement sylvicole consiste à conserver, de façon

permanente, certains éléments déjà existants dans le peuplement (Beese et al. 2003).

Ces éléments peuvent être des arbres vivants ou morts, des débris ligneux et d’autres

éléments utiles au fonctionnement de l’écosystème (Sougavinski et Doyon 2002). En

principe, les éléments retenus sur les parterres de coupe sont conservés pendant au

moins une révolution complète. Cette caractéristique permet de différencier ce type de

traitement des coupes progressives et des coupes avec réserve de semenciers où le

couvert est récolté avant la fin de la révolution (Sougavinski et Doyon 2002).

Contrairement à la sylviculture traditionnelle, l’objectif des coupes de rétention variable

est axé sur la portion du peuplement retenue plutôt que sur la récolte, de sorte que la

régénération ne soit plus l’objectif principal (Sougavinski et Doyon 2002). Les coupes

de rétention variable permettent d’assurer la représentation des écosystèmes, d’imiter

les perturbations naturelles de grande envergure telles que les feux de forêt et les

épidémies sévères et de conserver certains attributs pour l’aménagement d’habitats de

certaines espèces fauniques selon le principe du filtre brut (Serrouya et D'Eon 2004).

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2

Les arbres et les autres attributs physiques retenus par les coupes de rétention variable

peuvent être groupés en bouquets ou dispersés sur l’ensemble du parterre de coupe. Au

Québec, la rétention de bouquets consiste à conserver 5 % du parterre de coupe en

bouquets de petites dimensions (Leblanc 2004) tandis que la rétention d’arbres dispersés

a pour but de retenir des arbres de façon individuelle sur l’ensemble du parterre de

coupe à raison de 25 tiges par hectare, selon Leblanc (2005). La rétention d’arbres

dispersés offre pour avantage de conserver une certaine complexité structurale du milieu

sur l’ensemble du parterre de coupe alors que la rétention par bouquets permet de

faciliter l’accès pour d’autres interventions subséquentes et de retenir les chicots de

façon sécuritaire (Franklin et al. 1997; Beese et al. 2003).

Les coupes de rétention variable entraînent une augmentation du chablis chez les arbres

résiduels par rapport à la forêt naturel (Bebber et al. 2005; Scott et Mitchell 2005;

Busby et al. 2006; Hautala et Vanha-Majamaa 2006; Bladon et al. 2008; Rosenvald et

al. 2008). Or, selon Thorpe et Thomas (2007), le système de rétention variable n’est

acceptable sur le plan écologique et sylvicole que si le niveau de mortalité peu de temps

après coupe reste faible. En effet, un niveau trop important de chablis éliminerait tous

les efforts déployés à conserver des arbres marchands. Ces arbres vivants laissés sur

pied peuvent servir de niche écologique, créent une rugosité sur le parterre de coupe,

procurent un certain couvert vertical, permettent un recrutement de bois mort à long

terme et, potentiellement, génèrent des grumes de qualité pouvant être récoltées lors de

la prochaine rotation forestière (Sougavinski et Doyon 2002), d’où l’importance de

minimiser les pertes par chablis.

L’impact des coupes à rétention variable sur l’importance de chablis en forêt boréale est

mal connu. Les principales études relevées dans la littérature présentent des résultats

très variables pour les taux de mortalité observés à la suite de coupes de rétention

variable. Hautala et Vanha-Majamaa (2006) ont observé en Finlande, près de 48 % des

tiges résiduelles d’épinette de Norvège (Picea abies (L.) Karst.) en sol tourbeux et 15 %

en sol bien drainé étaient déracinées trois ans après des coupes de rétention variable.

Dans la forêt boréale côtière en Colombie-Britannique, Scott et Mitchell (2005) ont

recensé près de 16 % des tiges résiduelles ont subi un chablis entre la première et la

sixième année après une coupe de rétention. En Estonie, 35 % de mortalité dans des

peuplements résiduels ont été observés six ans après la coupe de rétention (Rosenvald et

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3

al. 2008), tandis que 45 % de mortalité ont été notés en Oregon entre un et dix ans après

la coupe (Busby et al. 2006). Bladon et al. (2008) ont relevé en forêt boréale mixte de

l’Alberta des taux de mortalité 2,5 à 4 fois plus élevés à la suite des coupes de rétention

par rapport à des peuplements de référence. Dans le centre de l’Ontario, près du quart

des arbres étaient tombés par chablis trois ans après une coupe de rétention d’arbres

dispersés (Bebber et al. 2005).

1.2 Facteurs influençant le chablis

La forêt boréale du Québec comporte deux domaines bioclimatiques soit la sapinière à

bouleau blanc et la pessière à mousses. Ces deux domaines peuvent être subdivisés en

fonction d’un gradient de précipitation d’ouest en est (Saucier et al. 1998). En effet, les

sous-domaines bioclimatique de l’est, étant influencés par un climat maritime, ont

davantage de précipitations (Saucier et al. 1998) ce qui a pour effet d’allonger les cycles

de feu de forêt (Bouchard et al. 2008). Dans ce contexte, la matrice forestière naturelle

tend à être plus vieille que dans l’ouest du Québec et la dynamique forestière peut être

davantage modulée par d’autres perturbations secondaires comme les épidémies

d’insectes et les chablis (Bergeron et al. 2001).

Les risques de chablis dépendent beaucoup de plusieurs facteurs locaux et de

l’interaction entre ces divers facteurs. La topographie et le climat du milieu, les

propriétés du sol et les caractéristiques du peuplement sont les principaux facteurs

environnementaux influençant la susceptibilité des forêts au chablis (Mitchell 1995;

Ruel 1995). De plus, les traitements sylvicoles peuvent devenir un acteur important

pour l’augmentation de ces risques par leur modification de la stabilité des peuplements

(Ruel 1995).

1.2.1 Climat, topographie et exposition aux vents

Le premier facteur à considérer dans les risques de chablis est l’exposition au vent.

Chaque station est caractérisée par une vitesse horaire moyenne du vent. Toutefois,

cette vitesse du vent varie de façon irrégulière entre un minimum et un maximum

(Savill 1983). Or, ce sont les rafales de vent plus élevées que la vitesse moyenne qui

sont les plus susceptibles d’occasionner des dommages dans un peuplement (Savill

1983; Gardiner et al. 1997). La direction des vents peut également jouer un rôle dans le

phénomène des chablis. En effet, les arbres d’un peuplement s’adaptent à la vitesse ainsi

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4

qu’à la direction moyenne des vents dominants sur une station donnée. Par contre,

lorsque des vents provenant de directions inhabituelles pour le peuplement surviennent

(i.e. les vents de tempête), le peuplement touché a plus de risques d’être affecté par le

chablis (Moore 1977; Robertson 1986). L’exposition prolongée à des vents de tempête

risque tout de même d’entraîner des dommages aux peuplements, même si ces vents

n’atteignent pas la valeur critique pour laquelle il y a des risques de chablis. Cela

s’explique par le fait qu’une exposition de longue durée à des vents de tempête menace

d’affaiblir graduellement l’ancrage racinaire des arbres dans le sol et ainsi d’en

provoquer le déracinement (Cremer et al. 1982).

Les précipitations peuvent également modifier les risques de chablis. En présence de

fortes pluies, le sol devient saturé en eau, ce qui réduit la force d’ancrage des arbres

(Moore 1977; Ruel 1989). De plus, de fortes accumulations de neige en hiver

engendrent une augmentation de l’humidité du sol lors de la fonte, ce qui réduit

également la force d’ancrage (Moore 1977).

La direction locale et la vitesse du vent sont modifiées par la topographie du milieu

(Moore 1977; Ruel 1995). Pour cette raison, la topographie devient un facteur très

important pouvant expliquer les variations de niveau de chablis. L’étude de la

topographie permet de déterminer le degré d’exposition aux vents et les sommets de

montagnes sont les endroits les plus exposés aux vents (Busby 1965; Ruel 1995; Ruel et

al. 1998). De plus, les vents ont tendance à accélérer et à devenir plus turbulents lorsque

ceux-ci passent par-dessus une crête ou d’autres obstacles dans la topographie du milieu

(Moore 1977; Ruel 1995). Cette augmentation de turbulence sera proportionnellement

influencée par la hauteur de la crête, la pente des flancs et l’angle avec lequel le vent

frappe la montagne (Ruel 1995). Lorsque le vent passe dans un passage étroit à

l’intérieur d’une vallée, il augmente en vélocité et devient plus turbulent à sa sortie

(Moore 1977; Ruel et al. 1998). À ces endroits, les peuplements sont plus vulnérables.

De façon générale, les lisières situées en vallées et parallèles à la direction des vents

sont moins affectées par les chablis (Moore 1977; Ruel 1995; Ruel et al. 1998). Les

risques de chablis sont davantage présents lorsque les lisières sont situées de façon

perpendiculaire à une vallée, lors de la rencontre de deux tributaires ou encore lors

d’une déviation abrupte d’un cours d’eau (Moore 1977).

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5

1.2.2 Propriétés du sol

Le système édaphique est un autre facteur important dans les risques de chablis. En

effet, selon Cremer et al. (1982), la résistance d’un arbre au déracinement dépend de

son système racinaire, des propriétés du sol et de l’interaction entre ces deux éléments.

La profondeur du sol, la texture, la cohésion des particules du sol et le drainage ont un

impact direct sur la profondeur et la force d’enracinement (Moore 1977; Cremer et al.

1982).

Les sols ayant une texture plus grossière permettent une meilleure résistance des arbres

au déracinement contrairement aux sols à texture fine qui occasionnent un

développement superficiel du système racinaire (Moore 1977). Comparativement aux

arbres poussant sur des sols bien drainés, les arbres poussant sur des sols ayant un fort

niveau d’humidité, sur des sols organiques ou sur des sols argileux risquent davantage

le déracinement (Busby 1965; Moore 1977; Schaetzl et al. 1989; Ruel 1995). En effet,

ces caractéristiques ont pour effet de diminuer la résistance au de cisaillement du sol et

d’augmenter la carie des racines (Schaetzl et al. 1989). De plus, les sols organiques

humides limitent la profondeur racinaire en raison d’un manque d’oxygène (Savill

1983). Les sols bien drainés permettent un enracinement plus profond et un système

racinaire plus large (Moore 1977). Il est intéressant de noter qu’en situation de forts

vents, les arbres ont plus de risques de subir une cassure de tige lorsque la résistance au

déracinement est plus forte que la résistance de la tige (Schaetzl et al. 1989).

Dans certaines régions du Québec, les conditions édaphiques limitent l’enracinement

(Ruel 1995). Par exemple, les sols de l’ouest du Québec sont souvent constitués de

gleysols ou de sols organiques mal drainés tandis qu’une bonne partie de la Côte-Nord

présente des dépôts de tills minces (Robitaille et Saucier 1998). Ces conditions

favorisent le déracinement.

1.2.3 Caractéristiques du peuplement

Les espèces n’ont pas toutes la même vulnérabilité au chablis. La classification des

espèces en fonction de leur vulnérabilité est plutôt difficile à établir (Busby 1965;

Bouchon 1987). En effet, chaque peuplement est caractérisé par un certain nombre de

facteurs et l’interaction entre ces facteurs rend relative la susceptibilité au chablis des

espèces en présence. Néanmoins, Ruel (2000) note que le bouleau à papier (Betula

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6

papyrifera Marsh) est moins vulnérable que le sapin baumier (Abies balsamea [L.]

Mill.) ou l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP). Burns et Honkala (1990) ont

observé que les pins et l’épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) sont moins

vulnérables que les sapins et l’épinette noire. Le sapin baumier est considéré comme

une espèce particulièrement vulnérable au chablis (Ruel 2000; Pham et al. 2004; Achim

et al. 2005). Cette espèce est régulièrement touchée par la défoliation causée par la

tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)) (MacLean

2004) présente souvent de la carie au niveau des racines et de la tige (Whitney 1989;

Silva et al. 1998; Ruel 2000) et a un enracinement superficiel (Ruel et al. 2000). Selon

ce dernier, les peuplements de sapins baumiers deviennent plus vulnérables au chablis

après 50 ans.

L’effet de l’âge des peuplements sur l’augmentation des risques de chablis pourrait

découler d’une détérioration de l’état de santé des peuplements lorsque ceux-ci

dépassent le stade de maturité (Ruel 1995). La carie du tronc, de la souche ou des

racines rend les arbres moins résistants au chablis (Whitney 1989; Silva et al. 1998).

Cet effet s’accentue avec l’âge des arbres et des peuplements (Whitney 1989). De plus,

Busby (1965) spécifie que les jeunes arbres sont moins à risque au chablis en raison de

leur capacité à dissiper l’énergie du vent par la plus grande flexibilité de leur tige. Par

contre, Rich et al. (2007) ont constaté, dans une étude menée dans la forêt boréale du

Minnesota, que les vieux peuplements (90 ans) avaient plus de mortalité que les très

vieux peuplements (126-200 ans). Ils expliquent cette observation par le fait que les

vieux peuplements sont en phase de transition dans leur structure d’âge. De façon

générale, les risques de chablis augmentent en fonction de la hauteur du peuplement

(Busby 1965; Cremer et al. 1982; Savill 1983; Ruel 1989; Canham et al. 2001). Plus un

arbre a une forte hauteur, plus le moment de force agissant au pied de l’arbre par

l’allongement du bras de levier sera fort (Cremer et al. 1982). Ruel et al. (2000) ont

évalué que les vents critiques dans une sapinière mésique d’une hauteur de 10 m étaient

de 109 km/h et chutaient à 65 km/h pour une hauteur de 19 m.

L’augmentation du diamètre des tiges accroit la vulnérabilité au chablis. Les arbres plus

larges et plus hauts sont davantage exposés aux forces du vent (Canham et al. 2001).

Les risques de déracinement et de brisure de la tige augmentent proportionnellement

Page 16: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

7

avec le ratio hauteur-diamètre, ce qui veut dire que les arbres présentant un faible

élancement sont moins à risque (Cremer et al. 1982).

Les feuillus sont, en général, plus résistants. Cela s’expliquerait par un meilleur

enracinement et une diminution de la surface exposée au vent à la suite de la chute des

feuilles (Ruel 1995). Les espèces tolérantes à l’ombre sont plus résistantes au chablis

que les espèces intolérantes (Rich et al. 2007). Les espèces tolérantes à l’ombre ont

plusieurs propriétés mécaniques qui leur confèrent davantage de résistance telles que la

présence de bois plus dense et une physionomie plus compacte occasionnée par une

croissance plus lente (USDA Forest Service 1999).

Les peuplements denses sont moins vulnérables au chablis que les peuplements ouverts

(Gardiner et al. 1997). La capacité de dissiper le vent augmente proportionnellement à

la densité du peuplement (Smith et al. 1987). Le vent entre moins profondément dans

les peuplements denses, ce qui diminue la charge sur les arbres (Somerville 1980). De

plus, les arbres des peuplements plus denses ont des systèmes racinaires entrelacés, ce

qui augmente leur stabilité (Busby 1965; Cremer et al. 1982; Smith et al. 1987).

Les arbres des peuplements irréguliers ont généralement des cimes plus larges et plus

développées que celles des peuplements réguliers, ce qui suggère que les arbres de

peuplements irréguliers sont plus exposés au vent (Mason 2002). Toutefois, les arbres

dominants des peuplements irréguliers ont tendance à présenter un ratio hauteur-

diamètre plus faible que les arbres dominants des peuplements réguliers, ce qui peut être

expliqué par une adaptation à la forte exposition de leurs cimes au vent (Mason 2002).

De plus, les peuplements irréguliers ont l’avantage de n’exposer qu’une partie du

peuplement au vent (Ruel 1995).

1.3 Impact de la sylviculture et des coupes de rétention

variable sur les risques de chablis

Les sylviculteurs, par leurs actions, peuvent avoir un impact considérable sur

l’importance du chablis (Ruel 1995). En effet, certains types d’aménagement modifient

les risques de chablis. Les coupes partielles augmentent la pénétration du vent dans le

peuplement ainsi que sa turbulence (Cremer et al. 1982; Savill 1983). La diminution de

la densité du peuplement réduit sa capacité à dissiper les forces du vent (Talkkari et al.

Page 17: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

8

2000). Ruel et al. (2003) ont observé une augmentation significative des déracinements

et des cassures de tiges dans des peuplements de sapins baumiers à la suite de coupes

progressives. Les coupes augmentant le périmètre exposé d’un peuplement entraînent

une augmentation du chablis dans les lisières nouvellement créées (Busby 1965; Savill

1983; Ruel 1995; Lopez et al. 2006).

L’augmentation du chablis est notée dans les forêts résiduelles suite aux coupes de

rétention d’arbres dispersés (Bebber et al. 2005). Les arbres retenus sont davantage

exposés à de nouveaux stress comme l’augmentation de l’exposition aux vents,

l’augmentation de l’évapotranspiration, ainsi que l’accentuation de l’humidité du sol

(Franklin et al. 1997). Plus le taux de rétention est faible, plus les risques de chablis

augmentent (Scott et Mitchell 2005). Les arbres retenus en bouquets sont moins

susceptibles d’être endommagés par le vent que ceux retenus de façon dispersée

(Bebber et al. 2005; Scott et Mitchell 2005; Busby et al. 2006). Plusieurs auteurs ont

noté une hausse du taux de mortalité quelques années après la réalisation des coupes

(Beese et al. 2003; Busby et al. 2006; Hautala et Vanha-Majamaa 2006; Bladon et al.

2008). Par contre, les taux de mortalité causée par chablis ont diminué avec le temps,

possiblement parce que les arbres restants étaient plus résistants au vent (Busby et al.

2006).

Les opérations forestières effectuées lors des coupes de rétention risquent

d’endommager les arbres et d’ainsi augmenter leur mortalité (Bladon et al. 2008). Selon

Thorpe et al. (2008), la proximité des chemins de débardage est le facteur le plus

important pouvant être relié aux risques de mortalité et aux chablis. Cette proximité

peut être associée aux dommages causés par les travaux sylvicoles comme les bris

d’écorce, de cimes ou de racines (Thorpe et al. 2008). Les arbres résiduels ayant subi

des dommages suite aux travaux sylvicoles sont sujets à de nouveaux stress tels que

l’augmentation de l’exposition au vent et la modification des régimes de lumière, de

température et d’humidité (Thorpe et Thomas 2007). La machinerie peut endommager

les racines, ce qui affecte la stabilité de l’arbre (Franklin et al. 1997). Les blessures à

l’écorce exposent le cambium, ce qui peut promouvoir les attaques fongiques et la

pourriture et ainsi détériorer la santé de l’arbre (Franklin et al. 1997). Thorpe et al.

(2008) notent une mortalité négligeable aux endroits où l’impact du débusquage est

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9

faible et une mortalité de plus de 35 % aux endroits où les travaux de débusquage sont

les plus intensifs.

2. Objectifs d’étude

La présente étude a pour but de déterminer les pertes par chablis pour deux cas de

rétention variable, soit la rétention variable par bouquets d’arbres et la rétention variable

par arbres dispersés. De plus, les facteurs influençant significativement le chablis pour

chacun des types de rétention variable seront déterminés. À la fin de l’étude, certaines

recommandations pourront être émises pour améliorer l’approche sylvicole concernant

la rétention variable.

À la suite de la prise de connaissance concernant les facteurs influençant le chablis,

quatre hypothèses de recherche serviront de guide à l’étude.

1. La topographie et le niveau d’exposition aux vents peuvent avoir un impact sur

le chablis. La probabilité de mortalité augmentera en lien direct avec

l’exposition liée à la topographie.

2. Les arbres les plus exposés aux vents seront plus susceptibles au chablis. Ainsi,

les arbres de fortes dimensions et plus élancés seront plus à risque.

3. Les caractéristiques édaphiques des stations peuvent avoir un effet sur la

probabilité du chablis. En effet, les sols minces ou mal drainés peuvent limiter

l’enracinement et entraineront davantage de chablis.

4. Les caractéristiques des peuplements peuvent avoir un effet sur la probabilité du

chablis. Certaines espèces, comme le sapin, peuvent être davantage à risque dans

certains milieux. De plus, il est possible de penser que les espèces feuillues

seront plus résistantes.

Page 19: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

Article scientifique

Impact des coupes de rétention de bouquets et de tiges

individuelles sur l’importance du chablis en forêt boréale

québécoise, deux à cinq ans après coupe

Lavoie, S., J.-C. Ruel, Y. Bergeron et B. D. Harvey. 201X. Impact des coupes de

rétention de bouquets et de tiges individuelles sur l’importance du chablis en forêt

boréale québécoise, deux à cinq ans après coupe.

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3. Introduction

3.1 Problématique de la rétention variable

L’aménagement forestier en forêt boréale est de plus en plus réalisé dans une optique de

développement durable. Ce développement durable passera de plus en plus par

l’aménagement écosystémique. L’aménagement écosystémique a pour but le maintien

de la résilience des écosystèmes et la conservation de la biodiversité en s’inspirant des

perturbations naturelles lors de l’aménagement des forêts (Gauthier et al. 2008). La

récolte de matière ligneuse en forêt boréale était jusqu’à maintenant majoritairement

réalisée par coupe à blanc (Ruel et Benoit 1999). Or, utilisé presqu’exclusivement, ce

type de coupe seul ne convient pas aux objectifs d’aménagement écosystémique (Ruel

et al. 2007). L’utilisation de traitements sylvicoles alternatifs peut donc être considérée

afin de générer plus de variabilité dans la structure et la composition des peuplements

résiduels et donc contribuer à concilier les objectifs de maintien de la biodiversité et de

récolte de matière ligneuse. Parmi ces approches sylvicoles se retrouvent les coupes de

rétention variable.

Le concept de rétention variable a été développé en 1995 en Colombie-Britannique

(Beese et al. 2003). Il se définit par le maintien de façon permanente d’attributs

forestiers sur le parterre de coupe (Mitchell et Beese 2002; Beese et al. 2003). Parmi ces

attributs se retrouvent entre autres les débris ligneux, les chicots et les arbres vivant

résiduels. La rétention variable s’inspire de certaines perturbations naturelles de grande

envergure telles que les feux de forêt et les épidémies sévères (Beese et al. 2003).

Au Québec, la rétention variable s’effectue surtout sous deux formes, soit la rétention

d’arbres par bouquets et la rétention d’arbres dispersés. Le premier type de rétention

consiste à conserver 5 % du parterre de coupe en bouquets de petites dimensions. Le

second type de rétention a pour but de retenir des arbres de façon individuelle sur

l’ensemble du parterre de coupe à raison de 25 tiges par hectare.

La réalisation des coupes forestières entraîne une augmentation de la pénétration du

vent dans le peuplement résiduel ainsi qu’une augmentation de la turbulence (Cremer et

al. 1982; Savill 1983). Les arbres résiduels deviendront alors plus vulnérables au

chablis. Or, de trop fortes pertes chez les arbres vivants laissés sur place par la rétention

Page 21: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

12

variable risqueraient de compromettre le succès de ce traitement sylvicole (Thorpe et

Thomas 2007). En effet, un niveau trop important de chablis survenant à court terme

viendrait contrecarrer les efforts déployés à conserver des arbres vivants. Ces arbres

vivants laissés sur pied peuvent servir de niche écologique, créent une rugosité sur le

parterre de coupe, procurent un certain couvert vertical, permettent un recrutement de

bois mort à long terme et, potentiellement, génèrent des grumes de qualité pouvant être

récoltées lors de la prochaine rotation forestière (Franklin et al. 1997; Beese et al. 2003;

Bauhus et al. 2009) d’où l’importance de minimiser les pertes par chablis.

L’impact des coupes de rétention variable sur l’importance de chablis des arbres

résiduels en forêt boréale est mal connu et assez variable. En Finlande, Hautala et

Vanha-Majamaa (2006) ont observé des pertes variant entre 16 % et 48 % alors qu’en

Estonie, Rosenvald et al. (2008) ont estimé des pertes se situant à 35%. Au Canada,

Bebber et al. (2005) ont noté des pertes de l’ordre de près de 25 % pour des coupes de

rétention variable dans le centre de l’Ontario tandis que Scott et Mitchell (2005) ont

observé 16 % de pertes en forêt boréale côtière de la Colombie-Britanique.

3.2 Facteurs influençant le chablis

L’effet des caractéristiques de l’arbre sur les risques de chablis est largement décrit dans

la littérature (Ruel 1995). Des études ont été menées au Québec afin de déterminer la

vulnérabilité au chablis de quelques espèces telles le sapin baumier (Abies

balsamea [L.] Mill.) (Pham et al. 2004; Achim et al. 2005), le pin gris (Pinus banksiana

Lamb.) et l’épinette noire (Elie et Ruel 2005). Les caractéristiques des arbres comme le

diamètre, la hauteur et l’élancement semblent également être des caractéristiques

déterminantes pour les probabilités de chablis (Ruel 1995; Canham et al. 2001; Rich et

al. 2007). Les caractéristiques du sol, dont le type de dépôt, le drainage, la pente et

l’épaisseur de l’horizon organique, sont des variables limitant l’enracinement des arbres

et donc pouvant influencer le risque de chablis (Ruel 1995).

Plusieurs autres facteurs, dont la topographie, influencent l’impact du vent sur les

peuplements résiduels. Les arbres situés aux sommets des montagnes sont davantage

exposés que ceux en bas de pente (Ruel et al. 2002). De plus, la taille et la forme de la

coupe et la proximité des bordures de coupes ont un effet sur les risques de chablis

(Scott et Mitchell 2005).

Page 22: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

13

Les caractéristiques des peuplements telles que l’âge, la hauteur, la densité et la

composition des peuplements sont aussi des facteurs à prendre en compte dans la

prédiction des pertes par chablis (Savill 1983; Ruel 1995). Finalement, les

caractéristiques des peuplements résiduels comme la densité des tiges et la densité des

gaules peuvent influencer les pertes par chablis (Riopel et al. 2010).

Le chablis est un phénomène complexe. En effet, les risques de chablis dépendent des

facteurs propres à chaque station et de l’interaction entre ceux-ci. Dans cette optique,

des modèles fonctionnelles ont été développés afin de considérer plusieurs facteurs

entre eux pour prédire le chablis. L’un des modèles les plus utilisés est le Forest Gales

qui regroupe des caractéristiques de l’arbre, du sol et des peuplements (Gardiner et

Quine 2000; Gardiner et al. 2008).

Le but de cette étude est de déterminer les pertes par chablis dans chacun des cas de

rétention variable, soit la rétention par bouquets et la rétention d’arbres dispersés. De

plus, les facteurs influençant le plus la probabilité de pertes par chablis seront

déterminés pour deux régions de la forêt boréale québécoise, soit la Côte-Nord à l’est et

un secteur du nord-ouest du Québec, localisé en Abitibi et dans la zone située

immédiatement au nord. Ces deux régions ont été choisies par le fait qu’elles présentent

des milieux très contrastés au niveau topographique, édaphique et forestier. De plus, à

l’intérieur de ces deux régions, des efforts importants ont été consentis au

développement de stratégies d’aménagement. Les plus vieilles coupes de rétention se

retrouvent ainsi en plus forte concentration dans ces régions.

L’hypothèse de départ est que les caractéristiques relatives aux arbres, comme leur

essence et leur dimension, ainsi que les caractéristiques relatives aux peuplements,

joueront un rôle déterminant dans l’explication des risques de chablis. Ainsi, il est

possible de croire que les arbres de plus forte dimension, les sapins, les arbres poussant

sur des stations de sol mince ou mal drainées ainsi que les arbres poussant sur des

stations avec une forte topographie seront plus à risque de chablis. De plus, on suppose

que la rétention par bouquets sera plus résistante au chablis que la rétention d’arbres

dispersés dû au fait que la densité des arbres retenus est faible pour la rétention

dispersée, ce qui augmente la pénétration du vent. À la fin de l’étude, des

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14

recommandations seront proposées dans le but d’améliorer l’approche sylvicole de la

rétention variable et ainsi, de favoriser la stabilité des arbres retenus.

4. Méthode

4.1 Aires d’étude

La première partie de l’étude s’est déroulée dans la région de l’Abitibi dans le nord-

ouest du Québec. Un premier secteur a été échantillonné au nord de la ville La Sarre

(49°41’N à 49°37’N ; -78°62’O à -78°52’O) est situé dans le domaine écologique de la

pessière à mousses, sous-domaine de l’ouest (Robitaille et Saucier 1998). Les

principales essences retrouvées sont l’épinette noire, le peuplier faux-tremble (Populus

tremuloides Michx.) ainsi que le pin gris. Ce secteur est aménagé par la compagnie

forestière Tembec; les coupes de rétention variable en bouquets et d’arbres dispersés ont

été réalisées à l’hiver 2007-2008.

Un deuxième secteur a été échantillonné dans la Forêt d’enseignement et de recherche

du Lac Duparquet (FERLD), située à 45 km au nord-ouest de Rouyn-Noranda (48°47’N

à 48°44’N ; -79°44’O à -79°40’O). dans le domaine bioclimatique de la sapinière à

bouleau blanc, sous-domaine de l’ouest (Robitaille et Saucier 1998). Les principales

essences retrouvées sont le sapin baumier, l’épinette noire, l’épinette blanche, le

peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) ainsi que le bouleau blanc (Betula

papyrifera Marsh.). Les coupes de rétention de bouquets ont été effectuées à l’hiver

2001-2002 alors que les coupes de rétention d’arbres dispersés ont été accomplies aux

hivers 2004-2005 et 2005-2006.

Dans ces deux secteurs, la topographie est relativement plane malgré la présence

d’affleurements rocheux (Simard et al. 2008). Les dépôts de surface sont principalement

composés de till de Cochrane, de dépôts argileux (Simard et al. 2008) ainsi que de sols

tourbeux à la suite de paludification (Simard et al. 2007). La température moyenne y est

de 0,75°C et la moyenne annuelle de précipitations est d’environ 900 mm

(Environnement Canada 2009). Les secteurs échantillonnés sont de structure régulière.

En effet, ces peuplements sont issus de feux de forêt datant des années 1920 (Bergeron

et al. 2004).

Page 24: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

15

La seconde partie de l’étude s’est déroulée dans la région de la Côte-Nord. Ce territoire

est situé dans le domaine écologique de la pessière à mousses, sous-domaine de l’est. La

topographie de cette région est un relief accidenté et présente plusieurs hautes collines

entrecoupées par de profondes vallées (De Grandpré et al. 2008). Les affleurements

rocheux y sont omniprésents. Le till est le dépôt de surface le plus souvent rencontré. La

température moyenne varie entre -1,0 et 2,5°C et les précipitations annuelles varient

entre 900 et 1300 mm (Environnement Canada 2009). La végétation est principalement

composée d’épinette noire, de sapin baumier, de peuplier faux-tremble et de bouleau

blanc. La structure forestière de la Côte-Nord est majoritairement irrégulière (Boucher

et al. 2003). Les principales perturbations naturelles sont les épidémies de tordeuse des

bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana Clem.), les chablis ou la dynamique

de trouées (De Grandpre et al. 2000; Bouchard et al. 2008). Trois secteurs ont été

échantillonnés sur la Côte-Nord. Tout d’abord, une partie de l’échantillonnage a été

réalisée dans le secteur d’aménagement de la compagnie Arbec (51°43’N à 51°25’N ;

-68°12’O à -68°29’O) où les coupes de rétention variable ont eu lieu à l’hiver 2006-

2007. Par la suite, le secteur d’aménagement de la compagnie Abitibi-Bowater a été

échantillonné (50°25’N à 50°12’N ; -68°83’O à -68°73’O). À cet endroit, des coupes de

rétention de bouquets ont été effectuées à l’hiver 2007-2008. Finalement,

l’échantillonnage s’est déplacé dans le secteur d’aménagement de la compagnie Boisaco

(50°24’N à 49°72’N ; -69°99’O à -69°74’O) où des coupes de rétention variable ont été

réalisées pendant les hivers 2005-2006 et 2006-2007.

4.2 Échantillonnage

L’échantillonnage a été effectué à l’été 2009. Les aires de coupe choisies avaient au

moins deux ans, afin que l’effet de la coupe sur le niveau de chablis soit distinguable.

Les aires de coupe étaient âgées d’au plus cinq ans afin de distinguer la mortalité

d’arbres survenue après la coupe de celle déjà présente avant la coupe. Les tiges mortes

possédant encore des aiguilles ou dont l’écorce était encore bien accrochée au tronc ont

été considérées comme étant mortes depuis la coupe (Fleming et Crossfield 1983;

Bladon et al. 2008).

Pour la rétention d’arbres dispersés, la bordure inférieure de l’aire de coupe a été divisée

en 10 sections de même largeur. Dans chacune des sections, un point a été attribué

Page 25: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

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aléatoirement sur la bordure inférieure de l’aire de coupe. À partir de chacun de ces

points, un transect a été tracé jusqu’à la bordure supérieure de l’aire de coupe (Figure

1). Ces transects sont parallèles les uns aux autres. La détermination de l’emplacement

et de la direction des transects a été faite avant l’échantillonnage à partir de cartes

représentant les coupes réalisées. Les transects ont été subdivisés en parcelles de 1000

m2

(10 m X 100 m). Chaque parcelle a été inventoriée. Pour la rétention de bouquets,

des bouquets d’arbres ont été choisis aléatoirement sur l’ensemble de l’aire de coupe à

partir de photos aériennes (Figure 2). Tous les bouquets sélectionnés ont été

échantillonnés. Le plus grand et le plus petit axe de chaque bouquet échantillonné ont

été mesurés afin de connaître la superficie inventoriée.

Dans chaque parcelle et bouquet échantillonnés, le dénombrement des tiges marchandes

vivantes ou en chablis a été effectué par essence. Les arbres déracinés, cassés ainsi que

vivants mais penchés avec un angle de plus de 30° par rapport à la verticale ont été

classés en chablis (Ruel 1989). Le diamètre à hauteur de poitrine (dhp) a été mesuré

chez tous les arbres. La hauteur de tous les arbres vivants et morts pour la rétention

d’arbres dispersés a été calculée. La présence de blessures aux arbres suite aux travaux

sylvicoles a été notée. À partir des hauteurs et des diamètres des arbres échantillonnés,

leur indice d’élancement (rapport hauteur-diamètre) a été calculé. Dans le cas des

bouquets créés à l’hiver 2001-2002 à la FERLD, le suivi des tiges marchandes vivantes

et mortes a été réalisé en 2004 par la forêt d’enseignement.

La superficie de l’aire de coupe ainsi que les informations écoforestières (l’appellation,

l’âge, la hauteur et la densité des peuplements) de chaque parcelle et bouquet

échantillonnés ont été déterminées à partir de cartes écoforestières. Pour la Côte-Nord,

la surface terrière des gaules a été calculée au centre des bouquets et parcelles

échantillonnés. Il est à noter que la surface terrière des gaules pour l’Abitibi n’a pas été

considérée dans l’analyse, étant trop faible. La surface terrière des tiges résiduelles a

également été calculée pour chacun des bouquets et parcelles. Les définitions des

variables estimées au cours de cette étude sont présentées dans le tableau 1. Les données

concernant les caractéristiques édaphiques des stations (drainage, dépôt de surface et

épaisseur de la couche organique) ont été évaluées à partir de profils de sols réalisés au

centre de chaque bouquet et parcelle échantillonnés. La mesure de la pente a été prise au

centre de chaque parcelle et bouquet à l’aide d’un clinomètre. La vitesse moyenne

Page 26: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

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annuelle des vents à 30 mètre pour chaque parterre de coupe a été évaluée à partir de

l’atlas canadien d’énergie éolienne (http://www.atlaseolien.ca/fr/maps.php).

Puisque la topographie joue un rôle déterminant sur l’exposition au vent et ainsi sur les

risques de chablis (Ruel 1995; Ruel et al. 2002), il est pertinent d’utiliser des systèmes

d’évaluation du risque de chablis qui tiennent compte de cette relation. L’un des indices

d’évaluation les plus performants et pratiques est le Topex-to-distance (Topex) (Ruel et

al. 1997). L’indice est produit par l’addition des angles d’élévation par rapport à la ligne

d’horizon sur une distance de 500 mètres, pour les huit principaux point cardinaux (N,

N-E, E, S-E, S, S-O, O, N-O) à un point d’intérêt (Figure 3) (Miller et al. 1987). Les

Topex au centre de chacun des bouquets et parcelles échantillonnés ont été extraits à

partir des bases de données du Ministère des Ressources naturelles et de la Faune.

L’organisme a calculé les indices de Topex pour l’ensemble du territoire québécois. Ces

Topex ont été calculés à une distance limite de 500 mètres (Ruel et al. 2002). L’effet de

la taille et de la forme de la coupe et de la proximité des bordures de coupes a été estimé

à l’aide d’un indice d’exposition aux vents, le simple fetch, développé par Scott et

Mitchell (2005). L’indice est produit par l’addition des distances de toutes les zones

ouvertes entre le centre de chaque parcelle et bouquet jusqu’à une distance limite de 300

mètres et ce, pour les huit principaux points cardinaux (N, N-E, E, S-E, S, S-O, W, N-

O) (Figure 4). Ces indices ont été générés à l’aide du logiciel de géomatique Arc Map™

9.3 d’ESRI ®.

Afin de valider la supposition que les coupes de rétention variable entraînent une

augmentation du chablis chez les arbres résiduels comparativement à la forêt naturelle,

des parcelles de 400 m2 ont été réalisées à l’intérieur de forêts résiduelles à proximité

des parterres de coupes. Ces parcelles jouent le rôle de témoins par rapport à la rétention

variable. À l’intérieur de chacune des parcelles, les arbres vivants ainsi que les arbres

récemment tombés par chablis ont été dénombrés. En Abitibi, quatre parcelles témoins

ont été échantillonnées alors que onze parcelles témoins ont été échantillonnées sur la

Côte-Nord.

Page 27: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

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Figure 1. Exemple d'implantation de transects de 10 mètres de large dans un parterre de coupe de

rétention d'arbres dispersés

Page 28: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

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Figure 2. Exemple de sélection de bouquets dans un parterre de coupe de rétention de bouquets

Tableau 1. Description des variables utilisées dans l’étude

Variables Description

Variables au niveau de l’arbre

Type de mortalité Vivant = 0 ; Chablis = 1

Essence Évaluation à l’espèce des arbres vivants et en

chablis

Dhp Diamètre à hauteur de poitrine des tiges

marchandes et des arbres en chablis

Hauteur Hauteur des tiges marchandes et des arbres en

chablis

Indice d’élancement (Ratio hauteur-diamètre) Hauteur moyenne (m)/ Diamètre à hauteur de

poitrine (cm)

Variables au niveau du sol

Dépôt de surface Dépôt de surface des parcelles et bouquets

évalué à partir de profils de sols

Page 29: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

20

Drainage Drainage des parcelles et bouquets évalué à

partir de profils de sol

Épaisseur de la couche organique Épaisseur de la couche organique des parcelles

et bouquets évaluée à partir de profils de sol

Pente Pourcentage de pente au centre des parcelles ou

des bouquets, prise avec un clinomètre

Variables au niveau du vent

Topex 500 Exposition topographique à distance limitée à

500 m

Vent

Vitesse moyenne annuelle des vents à une

hauteur de 30 mètres, extrait de l’atlas canadien

d’énergie éolienne:

http://www.atlaseolien.ca/fr/maps.php

Indice d’exposition (simple fetch) Indice d’exposition au vent de chaque parcelle

et bouquet

Superficie de bouquet Superficie du bouquet calculée à partir de la

longueur du grand et du petit axe du bouquet

Variables au niveau du peuplement

Âge du peuplement Âge du peuplement, des parcelles ou des

bouquets, extrait des données écoforestières

Appellation du peuplement Appellation du peuplement des parcelles ou des

bouquets, extrait des données écoforestières

Année Année où la coupe a été réalisée

Densité du peuplement

Classe de densité du peuplement, des parcelles

ou des bouquets, extrait des données

écoforestières

Hauteur du peuplement

Classe de hauteur du peuplement des parcelles

ou des bouquets, extrait des données

écoforestières

Patron de rétention Rétention d’arbres dispersés, rétention de

bouquets

Surface terrière de gaules Surface terrière de gaules au centre de la

parcelle ou bouquet

Surface terrière des tiges Surface terrière de tiges au centre de la parcelle

ou bouquet

Page 30: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

21

Figure 3. Schéma du Topex à distance limite de 500 mètres (Adapté de Ruel et al. 2002)

Figure 4. Schéma de l'exposition aux vents à distance limite de 300 mètres (Adapté de Scott et

Mitchell 2005)

Page 31: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

22

4.3 Analyses statistiques

La probabilité de chablis par arbre a été modélisée à l’aide de régressions logistiques

(Aitchison et Silvey 1957). Le choix de ce type de régression est basé sur le fait que la

variable dépendante à modéliser a une distribution binomiale. En effet, chaque tige

échantillonnée peut être considérée soit debout (Y=0) ou en chablis (Y=1). Ces

régressions logistiques ont été réalisées à partir du package lme4 du logiciel de

statistique R (R Development Core Team, 2009) et ont permis de construire des

modèles de probabilité de chablis en fonction des différentes variables indépendantes.

Les équations utilisent la fonction de lien logistique de la probabilité et l’échelle est

ensuite retransformée en probabilité (Jongman et al. 1995) :

0 1 1 2 2logit ln ...1

pp X X

p

(1)

0 1 1 2 2

0 1 1 2 2

exp( ....)

1 exp( ....)

X Xp

X X

(2)

où β0 est l’ordonnée à l’origine, β1 et β2 sont les paramètres à estimer alors que X1 et

X2 sont les différentes variables échantillonnées. Les paramètres de la fonction sont

estimés à partir de la méthode de maximum de vraisemblance (Aitchison et Silvey

1957).

La modélisation de la probabilité de chablis a nécessité l’emploi de modèles mixtes. La

variable bouquets ou parcelle ainsi que les variables parterres de coupe et secteur sont

considérées comme effet aléatoire. Ces effets aléatoires sont justifiés par le fait que les

arbres à l’intérieur d’un même bouquet ou parcelle, d’un même parterre de coupe ou

d’un même secteur ne sont pas indépendants.

La comparaison des modèles est effectuée à partir du critère d’information d’Akaike

corrigé (AICc) (Burnham et Anderson 2004).

c

2 ( 1)AIC 2(log ) 2

1

K Klikelihood K

n K

(3)

K: Le nombre de paramètres estimés dans le modèle

Page 32: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

23

L’utilisation de l’AICc est intéressante puisque le choix des modèles nécessite une

justification à partir d’informations a priori tirées de la littérature (Mazerolle 2006). De

plus, l’AICc pondère l’ajout de paramètres estimés (K), est basé sur le principe de

maximum de vraisemblance, permet de hiérarchiser le choix des modèles et est facile à

utiliser et à analyser (Mazerolle 2006). Par contre, l’utilisation de l’AICc a pour limite le

fait de ne pas permettre de savoir s’il existe un meilleur modèle autre que ceux spécifiés

dans le choix initial de modèles (Mazerolle 2006).

Chacune des combinaisons de région et de modalité de dispersion est traitée de façon

indépendante. En effet, il est justifié de traiter les deux types de rétention séparément,

puisque les techniques d’échantillonnage entre eux sont différentes. Pour ce qui est des

deux régions échantillonnées, il est aussi justifié de les traiter de façon indépendante. En

effet, il y a trop de différences aux niveaux de la structure, de la topographie et de la

composition des peuplements et des types de dépôts de surface. Ces différences

occasionnent des problèmes de convergence des algorithmes si on ne traite pas

différemment les deux régions.

Lors du choix des modèles, il est préférable de minimiser le nombre de variables par

modèle afin que ceux-ci soient performants tout en demeurant représentatifs de la réalité

(Valinger et Fridman 1997). De plus, il est conseillé de se limiter sur le nombre de

modèles à comparer (Anderson et Burnham 2002). De ce fait, une dizaine de modèles

ont été comparés entre eux par cas de rétention variable.

Pour chacune des situations de rétention variable, des séries de modèles ont été choisies

à partir d’information a priori. Une première série de modèles a été réalisée à partir des

informations relatives aux caractéristiques de l’arbre. Une seconde série de modèles a

pu être créés à partir des variables relatives aux conditions édaphiques. Une autre série

de modèles est associée aux conditions d’exposition au vent. Une série de modèles bâtis

à partir des caractéristiques des peuplements avant coupe a également été réalisée.

Toutefois, la formation d’un modèle incluant l’ensemble des variables associées aux

caractéristiques écoforestières des peuplements est problématique. En effet, il y a un

problème de convergence de l’algorithme lorsque plusieurs variables associées au

peuplement sont inclues à l’intérieur d’un même modèle. Pour résoudre le problème,

Page 33: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

24

une série de modèles a été créée avec chacune des variables associées aux

caractéristiques écoforestières des peuplements.

Des modèles plus complexes ont été créés en incluant les caractéristiques de l’arbre,

telles que l’essence, le dhp ou la hauteur et l’indice d’élancement ainsi que les

caractéristiques du sol telles que le type de dépôt et de drainage. Les choix de ces

variables s’inspire du modèle Forest Gales (Gardiner et Quine 2000; Gauthier et al.

2008). De plus, pour la Côte-Nord, la surface terrière de gaules est considérée dans ces

modèles.

Les modèles choisis ont été créés à partir des espèces les mieux représentées en nombre.

En effet, la précision des paramètres estimés pourrait être insuffisante pour les espèces

avec un faible nombre d’individus échantillonnés. Ainsi, pour la rétention de bouquets

en Abitibi, la modélisation a été réalisée à partir des essences d’épinettes, de pin gris et

de peuplier faux-tremble. Pour la rétention d’arbres dispersés en Abitibi, la modélisation

a été effectuée pour les épinettes, les peupliers faux-tremble et les saules spp. (Salix

spp). Pour la rétention variable sur la Côte-Nord, les sapins baumiers et les épinettes

noires ont été les espèces modélisées.

Avant la sélection des modèles, plusieurs éléments ont été vérifiés. Tout d’abord,

l’autocorrélation entre les variables continues a été vérifiée pour chaque situation de

rétention variable. Les variables dhp et hauteur de l’arbre ont été considérées comme

autocorrélées puisque le R2 est supérieur à 0,5 entre ces deux variables. Ainsi, ces

variables ne peuvent pas se retrouver au sein d’un même modèle. Par la suite, les

interactions entre les différentes variables ont été testées deux à deux pour chacun des

cas de rétention variable. Lorsqu’il y avait une interaction entre deux variables, cette

interaction a été considérée dans les modèles afin de l’éliminer de la variance résiduelle.

La sélection de modèles par AICc a pour condition d’utilisation d’avoir un bon

ajustement afin d’éviter la surdispersion. Pour ce faire, une vérification du paramètre de

dispersion (ĉ) des modèles les plus complexes s’impose (Mazerolle 2006). Le ĉ est

calculé en divisant la déviance résiduelle d’un modèle par son degré de liberté résiduel

et doit avoisiner la valeur 1 (Mazerolle 2006). À la suite de cette vérification, aucun

problème de surdispersion n’a été noté.

Page 34: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

25

5. Résultats

En Abitibi, un total de 18 bouquets a été échantillonné dans le secteur de coupe de la

compagnie de Tembec alors que 10 bouquets ont été échantillonnés dans la FERLD.

Pour ce qui est de la rétention dispersée, deux parterres de coupe ont été échantillonnés

pour chacun des secteurs de l’Abitibi.

Pour la rétention de bouquets sur la Côte-Nord, 18 bouquets ont été échantillonnés dans

le secteur d’Arbec, 30 dans le secteur d’Abitibi-Bowater et 24 dans le secteur de

Boisaco. Pour la rétention dispersée, 3 parterres de coupe ont été échantillonnés dans le

secteur d’Arbec alors que 4 parterres de coupe ont été échantillonnés dans le secteur de

Boisaco. À noter qu’aucun parterre de coupe avec rétention dispersée n’a été

échantillonné pour le secteur d’Abitibi-Bowater.

Les peuplements de l’Abitibi présentaient des structures régulières avant la coupe. En

effet, ces peuplements sont issus de feux de forêt datant de 1923 et sont âgés de 50 ou

de 70 ans selon les données écoforestières. L’essence prédominante retrouvée en Abitibi

est l’épinette spp. Toutefois, une bonne proportion de l’échantillon est composée de pin

gris, de peuplier faux-tremble et de saules spp. (tableaux 2 et 3). Sur la Côte-Nord, les

peuplements sont surtout de structure irrégulière. En effet, la majorité des peuplements

sont classés 120 ans, vieux inéquien et jeune inéquien. Les espèces prédominantes sur la

Côte-Nord sont l’épinette noire et le sapin baumier (tableaux 4 et 5).

Le tableau 6 présente la variabilité des différentes variables quantitatives mesurées.

L’étendue des valeurs de topex pour les secteurs échantillonnés en Abitibi varie

de -2,59˚ à 4,89 tandis qu’elle varie de -52,96˚ à 39,00˚ sur la Côte-Nord où la

topographie est beaucoup plus importante. Autre fait à remarquer, la superficie des

bouquets en Abitibi est en moyenne de 127,4 m2

supérieure à celle de la Côte-Nord

(tableau 6).

Pour le cas de la rétention de bouquets en Abitibi, l’épinette noire est de loin l’espèce la

plus abondante échantillonnée à l’intérieur de ces bouquets (n = 802). Le pin gris et le

peuplier faux-tremble sont aussi bien représentés avec 414 et 152 arbres échantillonnés

respectivement (tableau 2). Ce même tableau montre que les bouquets en Abitibi ont

subi des pertes totales de 41,1 % et que l’épinette est l’espèce la plus affectée (55,9 %).

Page 35: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

26

En ce qui a trait la rétention d’arbres dispersés en Abitibi, le nombre d’arbres

échantillonnés est beaucoup plus faible (n = 346) que pour les autres situations de

rétention variable (tableau 4). De ces 346 arbres échantillonnés, 126 ont subi un chablis

(tableau 3). L’épinette, le peuplier faux-tremble et le saule sont les espèces les mieux

représentées et ont subi des pertes de l’ordre de 41,3 %, 13,7 % et 42,2 %

respectivement (tableau 3). De plus, il est à noter que, même s’ils sont moins bien

représentés en termes d’arbres échantillonnés, le pin gris, et le bouleau blanc ont une

forte proportion de chablis (50,0 % et 40,9 % respectivement).

Tableau 2. Taux de chablis et caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention de

bouquets en Abitibi

Essences Arbres

totaux

Arbres

chablis

% de

pertes

Dhp moy (cm) ±

erreur-type

Épinettes spp. 802 448 55,9 13,4 ± 3,4

Pin gris 414 100 24,2 18,6 ± 5,5

Peuplier faux-

tremble 152 27 17,8 30,6 ± 10,4

Bouleau blanc 46 4 8,7 17,4 ± 6,6

Saules. 9 6 66,7 16,5 ± 3,3

n 1423 585 41,1

Tableau 3. Taux de chablis et caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention d’arbres

dispersés de l'Abitibi

Essences Arbres

totaux

Arbres

chablis

% de

pertes

Dhp moy

(cm) ±

erreur-type

Hauteur moy

(m) ±

erreur-type

H/D moy

(m/cm) ±

erreur-type

Épinettes

spp. 109 45 41,3 14,0 ± 7,4 12,6 ± 3,8 0,98 ± 0,24

Page 36: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

27

Pin gris 28 14 50,0 28.0 ± 8,4 20,4 ± 3,4 0,80 ± 0,27

Peuplier

faux-

tremble

102 14 13,7 34,1 ± 10,6 24,6 ± 4,7 0,76 ± 0,17

Bouleau

blanc 38 22 57,9 21,1 ± 6,7 17,5 ± 2,9 0,88 ± 0,25

Saules. 64 27 42,2 22,6 ± 9,0 10,7 ± 1,9 0,55 ± 0,25

Sapin

baumier 5 4 80,0 15,7 ± 4,7 13,1 ± 3,9 0,84 ± 0,08

n 346 126 36,4

Le taux de chablis pour la rétention variable sur la Côte-Nord est beaucoup plus faible

que celui de l’Abitibi. Les pertes se situent à 17,3 % pour la rétention de bouquets

(tableau 4) alors que le taux est de 28,0 % pour la rétention d’arbres dispersés (tableau

5) ce qui est moindre que les niveaux de chablis observés en Abitibi (tableaux 4 et 5).

Le sapin est l’espèce la plus touchée par le chablis avec 27,1 % de pertes pour la

rétention de bouquets (tableau 4) et de 30,6% de pertes pour la rétention d’arbres

dispersés (tableau 5). Les feuillus tels le que le peuplier faux-tremble et le bouleau blanc

semblent peu affectés par le chablis (tableaux 4 et 5).

Un fait à noter est que, en Abitibi, la proportion de chablis total est plus importante pour

la rétention en bouquets que pour la rétention d’arbres dispersés. L’effet contraire se

produit sur la Côte-Nord où le taux de chablis total est plus faible pour la rétention de

bouquets comparativement à la rétention d’arbres dispersés.

Les taux de chablis pour les parcelles témoins sont beaucoup plus faibles que pour la

rétention variable. Pour l’Abitibi, des 261 arbres inventoriés dans les parcelles témoins,

11 arbres ont été considérés en chablis (4 %) alors que pour la Côte-Nord, 7 arbres en

chablis ont été dénombrés sur les 445 arbres échantillonnés dans les parcelles témoins

(2 %).

Page 37: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

28

Tableau 4. Caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention de bouquets de la

Côte-Nord

Essences Arbres

totaux

Arbres

chablis

% de

pertes

Dhp moy (cm) ± erreur-

type

Épinette

noire 1782 278 15,6 14,6 ± 4,2

Sapin 329 89 27,1 14,0 ± 4,5

Bouleau 13 1 7,7 12,9 ± 4,0

Peuplier 10 1 10,0 16,6 ± 3,7

n 2134 369 17,3

Tableau 5. Caractéristiques des arbres échantillonnés pour la rétention d’arbres dispersés de la

Côte-Nord

Essences Arbres

totaux

Arbres

chablis

% de

pertes

Dhp moy

(cm) ±

erreur-type

Hauteur moy

(m) ± erreur-

type

H/D moy

(m/cm) ±

erreur-type

Épinette

noire 593 147 24,8 12,9 ± 3,1 10,6 ± 3,0 0,81 ± 0,16

Sapin 1106 338 30,6 12,3 ± 2,5 8,9 ± 2,6 0,71 ± 0,14

Bouleau 46 3 6,5 18,0 ± 4,5 11,6 ± 2,7 0,66 ± 0,17

n 1745 488 28,0

Page 38: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

29

Tableau 6. Statistiques descriptives pour les variables quantitatives des différents cas de rétention

variable

a) rétention de bouquets en Abitibi

Variables minimum maximum moyenne

Superficie des bouquets (m2)

156 831 494,7

Surface terrière de gaules

(m2/ha)

0 0,10 0,02

Surface terrière des tiges

(m2/ha)

0,23 5,1 1,5

Simple fetch (m) 916,0 2124,0 1533,7

Topex (˚) -2,59 4,9 0,9

Pente (˚) 0 15,0 2,6

Humus (cm) 2,5 70,0 16,5

Vent moyen (m/s) 3,93 4,3 n.d.

b) rétention d’arbres dispersés en Abitibi

Variables minimum maximum moyenne

Surface terrière de gaules

(m2/ha)

0 0,03 0,0039

Surface terrière des tiges

(m2/ha)

0,007 1,3 0,3

Simple fetch (m) 828,0 1471,0 1184,1

Topex (˚) 0 18,0 3,1

Page 39: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

30

Pente (˚) 0 16,0 2,1

Humus (cm) 4,0 50,0 9,8

Vent moyen (m/s) 3,9 4,1 n.d.

c) rétention de bouquets sur la Côte-Nord

Variables minimum maximum moyenne

Superficie des bouquets (m2) 72,0 884,0 367,4

Surface terrière de gaules

(m2/ha)

0 0,05 0,01

Surface terrière des tiges 0,053 1,8 0,5

Simple fetch (m) 1207,0 2326,0 1808,1

Topex (˚) -44,3 29,4 -3,0

Pente (˚) 0 44,0 16,5

Humus (cm) 5,0 63,0 17,0

Vent moyen (m/s) 4,0 6,2 n.d.

% sapin 0 95 15

d) rétention d’arbres dispersés sur la Côte-Nord

Variables minimum maximum moyenne

Surface terrière de gaules

(m2/ha)

0 0,04 0,01

Surface terrière des tiges

(m2/ha)

0,009 0,7 0,2

Page 40: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

31

Simple fetch (m) 1069,0 2400,0 2011,8

Topex (˚) -53,0 39,0 0

Pente (˚) 0 36,0 14,0

Humus (cm) 5,0 100,0 20,9

Vent moyen (m/s) 3,96 5,32 n.d.

% sapin 0 100 59

Les tableaux 7 à 10 inclusivement présentent la hiérarchisation des modèles d’incidence

du chablis à partir des AICc calculés par régression logistique. Le modèle le plus

performant pour la rétention de bouquets en Abitibi (tableau 7) est le modèle 11 (AICc =

1294,5 ; wic = 0,99) alors que pour le cas de la rétention d’arbres dispersés en Abitibi

(tableau 8), le modèle le plus performant est le modèle 12 (AICc = 269,7 ; wic = 0,98).

Le meilleur modèle pour la rétention de bouquets sur la Côte-Nord (tableau 9) est le

modèle 11 (AICc = 1600,2 ; wic = 1). Finalement, pour la rétention d’arbres dispersés

sur la Côte-Nord (tableau 10), le modèle 12 se démarque des autres modèles (AICc =

1727 ; wic = 0,89). Les modèles les plus performants pour chacune des situations de

rétention variable sont les modèles comprenant à la fois les variables associées aux

caractéristiques de l’arbre et aux caractéristiques du sol.

Tableau 7. Comparaison des modèles pour la rétention de bouquets en Abitibi

Modèles Max de

vraisemblance K AICc ∆i wic

1 nul -869,4 4 1746,9 452,5 0

Caractéristiques

de l’arbre 2 dhp + essence + dhp : essence -645,2 9 1308,5 14,1 0,01

Caractéristiques

du sol 3 drainage + dépôt + humus + pente -845,4 10 1710,9 416,4 0

Page 41: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

32

Tableau 8. Comparaison des modèles pour la rétention d’arbres dispersés en Abitibi

Modèles Max de

vraisemblance K AICc ∆i wic

1 nul -151,3 4 310,9 41,1 0

Caractéristiques

de l’arbre

2 hauteur + essence + h/d +

hauteur : essence + h/d : essence -128,0 12 281,4 11,6 0,003

3 dhp + essence + h/d + h/d :

essence -133,6 10 288,1 18,3 1e-04

Caractéristiques

du sol 4 drainage + dépôt + humus + pente -150,2 8 317 47,2 0

Caractéristiques

relatives à

l’exposition au

vent

5 topex + log (simple fetch) + vent

moy -144,9 7 304,2 34,5 0

Caractéristiques

relatives au

peuplement

6 année coupe -149,8 6 312,9 42,3 0

7 surface terrière tiges -151,3 5 312,9 43,2 0

8 âge du peuplement -151,2 5 312,7 42,9 0

Caractéristiques

relatives à

l’exposition au

vent

4 topex + log (simple fetch) + vent

moy + superficie du bouquet -867,9 8 1744,4 449,5 0

Caractéristiques

relatives au

peuplement

5 année de la coupe -869,4 5 1748,9 453,9 0

6 surface terrière gaules + surface

terrière tige -868,0 7 1748,2 453,9 0

7 âge du peuplement -869,4 5 1748,9 453,9 0

8 densité du peuplement -869,4 6 1750,9 455,9 0

9 hauteur du peuplement -869,1 5 1748,3 453,3 0

10 appellation du peuplement -853,5 10 1727,3 432,3 0

Caractéristiques

de l’arbre et du

sol

11 dhp + essence + dhp : essence +

dépôt + drainage -634,1 13 1294,5 0 0,99

Page 42: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

33

9 densité du peuplement -148,9 7 312,3 42,6 0

10 hauteur du peuplement -149,4 6 311,1 41,4 0

11 appellation du peuplement -148,9 9 316,6 46,8 0

Caractéristiques

de l’arbre et du

sol

12

hauteur + essence + h/d +

hauteur : essence + h/d : essence

+ drainage + dépôt

-119,9 14 269,7 0 0,98

13

dhp + essence + h/d + dhp :

essence + h/d : essence + drainage

+ dépôt

-124,1 14 278,1 8,3 0,01

Tableau 9. Comparaison des modèles pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord

Modèles Max de

vraisemblance K AICc ∆i wic

1 nul -859,6 4 1727,3 127,0 0

Caractéristiques de

l’arbre 2 dhp + essence + dhp : essence -834,4 7 1682,9 82,7 0

Caractéristiques du

sol 3

drainage + dépôt + humus +

pente -814,6 11 1651,4 51,2 0

Caractéristiques

relatives à

l’exposition au

vent

4

topex + log (simple fetch) +

vent moy + superficie du

bouquet

-851,3 8 1718,8 118,5 0

Caractéristiques

relatives au

peuplement

5 année coupe -856,2 7 1726,4 126,2 0

6 surface terrière gaules +

surface terrière tige + pct sapin -848,4 8 1712,8 112,6 0

7 âge du peuplement -850,6 8 1717,2 117,0 0

8 densité du peuplement -859,6 6 1731,3 131,0 0

9 hauteur du peuplement -852,9 5 1715,8 115,6 0

10 appellation du peuplement -815,0 8 1645,9 45,70 0

Caractéristiques

de l’arbre et du

sol

11

dhp + essence + dhp : essence

+ dépôt + drainage + surface

terrière gaules

-788,0 12 1600,2 0 1

Page 43: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

34

Tableau 10. Comparaison des modèles pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord

Modèles Max de

vraisemblance K AICc ∆i wic

1 nul -933,4 4 1874,8 147,9 0

Caractéristiques

de l’arbre

2 hauteur + essence + h/d + haut :

h/d + hauteur : essence -856,6 9 1731,3 4,3 0,10

3 dhp + essence + h/d -866,8 7 1747,7 20,8 3e-05

Caractéristiques

du sol 4

drainage + dépôt + humus +

pente + drainage : humus -921,6 9 1861,2 134,2 0

Caractéristiques

relatives à

l’exposition au

vent

5 topex + log (simple fetch) +

vent moy -929,5 7 1873,1 146,1 0

Caractéristiques

relatives au

peuplement

6 année coupe -929,5 6 1871,1 144,1 0

7 surface terrière gaules + surface

terrière tiges + pct sapin -931,8 7 1877,7 150,7 0

8 âge du peuplement -892,8 6 1797,6 70,6 0

9 densité du peuplement -930,0 6 1872,2 145,3 0

10 hauteur du peuplement -930,6 5 1871,2 144,2 0

11 appellation du peuplement -931,4 7 1876,8 149,8 0

Caractéristiques

de l’arbre et du

sol

12

hauteur + essence + h/d +

haut : h/d + hauteur : essence

+ dépôt + drainage + surface

terrière gaules

-851,4 12 1727,0 0 0,89

13

dhp + essence + h/d + dépôt +

drainage + surface terrière

gaules

-910,7 9 1839,5 112,5 0

La probabilité de chablis dans les bouquets en Abitibi diminue avec l’augmentation du

diamètre (figure 5). Cette observation est d’autant plus vraie pour le peuplier faux-

tremble et le pin gris où la probabilité de chablis est presque nulle pour les arbres avec

un dhp supérieur à 40 cm. L’épinette est largement plus susceptible aux chablis que le

Page 44: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

35

pin gris et le peuplier faux-tremble. L’effet du type de dépôt est à peu près nul. L’effet

du drainage semble avoir plus d’impact chez l’épinette que chez les autres essences, les

sols hydriques se démarquant des autres types par un risque moins élevé.

Les figures 6 et 7 représentent graphiquement la modélisation du chablis pour la

rétention d’arbres dispersés en Abitibi. Le saule et le peuplier faux-tremble ont moins

de risque de pertes avec l’augmentation de leur hauteur. Ce risque devient presque nul à

partir d’une hauteur de 23 mètres pour le peuplier faux-tremble. Pour l’épinette, la

relation inverse est notée en ce qui a trait à la vulnérabilité au chablis en fonction de la

hauteur. Au-delà de 15 mètres de hauteur, l’épinette est l’espèce la plus susceptible au

chablis et ce, peu importe les conditions en présence. Pour le saule et le peuplier faux-

tremble, la probabilité de chablis est plus importante avec l’augmentation du rapport

hauteur-diamètre (figure 6). Pour l’épinette, la situation inverse est encore observée.

Ainsi, pour cette essence, le risque de chablis est moins important avec un rapport

hauteur-diamètre élevé. En ce qui a trait à l’effet du drainage, les arbres situés sur un sol

avec un drainage mésique sont plus à risque que ceux situés dans un drainage xérique

(figure 7).

Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre

des arbres sur la Côte-Nord (figure 8). De plus, cette augmentation semble être plus

prononcée pour le sapin, et ce, à partir d’un diamètre de 14 cm. D’ailleurs, le sapin est

plus susceptible au chablis que l’épinette noire. Le type de dépôt ainsi que le drainage

influencent peu la probabilité de chablis. Par contre, la surface terrière de gaules a un

effet significatif sur la probabilité de pertes. En effet, une faible surface terrière de

gaules peut augmenter l’occurrence du chablis.

Les figures 9, 10 et 11 présentent les risques de chablis pour la rétention d’arbres

dispersés sur la Côte-Nord. Ici encore, le sapin est plus à risque que l’épinette noire. Le

risque de pertes augmente en fonction de la hauteur des arbres. L’élancement des arbres

semble avoir un impact majeur sur le risque de chablis. En effet, pour un diamètre

donné, les arbres avec un faible ratio hauteur-diamètre seront plus résistants au chablis.

Tout comme pour la rétention de bouquets sur la Côte-Nord, mais dans une plus faible

mesure, la surface terrière de gaules influence négativement la probabilité de chablis. Le

dépôt ne semble pas influencer grandement les risques de chablis mais, les arbres situés

Page 45: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

36

sur des stations à drainage mésique seront plus vulnérables comparativement aux arbres

se trouvant dans un drainage xérique.

Figure 5. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets en l'Abitibi sur dépôt argileux

Page 46: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

37

Figure 6. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés en l'Abitibi sur dépôt argileux

mésique

Page 47: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

38

Figure 7. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés en l'Abitibi sur un dépôt

argileux et un rapport hauteur-diamètre de 0,76 m/cm

Page 48: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

39

Figure 8. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord sur tills minces

mésique

Page 49: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

40

Figure 9. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord sur tills épais,

une surface terrière de gaules de 0,0059 m2/ha et un rapport hauteur-diamètre de 0,73 m/cm

Page 50: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

41

Figure 10. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord sur tills épais

à drainage mésique et un rapport hauteur-diamètre de 0,73 m/cm

Page 51: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

42

Figure 11. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord sur tills épais

à drainage mésique, un dépôt de till épais et une surface terrière de gaules de 0,0059 m2/ha

Page 52: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

43

6. Discussion

6.1 Niveau de pertes par chablis

Originalement développée dans le nord-ouest Pacifique dans les années 1990 (Franklin

et al. 1997), la coupe à rétention variable par bouquets et par arbres dispersés n’est

appliquée que depuis quelques années au Québec. À l’exception d’une étude sur le

chablis dans les coupes avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM) (Riopel

et al. 2010), aucune étude n’a été réalisée sur le chablis après ces types de coupe

en forêt boréale québécoise. Réalisées principalement sur la Côte-Nord, les CPPTM

subissent un taux de chablis de 22 %, 10 ans après coupe, selon l’étude de Riopel et al.

(2010). Ces pertes sont donc à mi-chemin entre les niveaux de chablis recensés pour la

rétention de bouquets et la rétention d’arbres dispersés sur la Côte-Nord. Par contre, la

période écoulée depuis la coupe est plus courte au cours de la présente étude.

Pour la Côte-Nord et pour l’Abitibi, le niveau de chablis des arbres résiduels suite aux

coupes de rétention variable est plus élevé que dans les témoins. Ce résultat suggère que

la rétention variable entraîne une instabilité chez les arbres résiduels, occasionnant une

augmentation du chablis par rapport à la forêt non-traitée. Plusieurs études concernant la

rétention variable arrivent à la même conclusion (Bebber et al. 2005; Hautala et Vanha-

Majamaa 2006; Rosenvald et al. 2008). La rétention variable conduit ainsi à une

augmentation du niveau de pertes.

En Abitibi, le niveau de chablis des arbres résiduels suite aux coupes de rétention

variable est plus élevé que le niveau de chablis chez les arbres résiduels à la suite d’un

feu de forêt. Angers (2010) a évalué que 26 % des peupliers faux-tremble et près de 10

% des pins gris et des épinettes noires sont passés directement du stade vivant au stade

de chablis 10 ans après un feu en pessière à mousses de l’ouest. Ces pertes sont plus

faibles que les pertes pour le cas de la rétention variable, et ce, dans un délai plus long

suivant la perturbation. Ceci pourrait indiquer que le niveau de chablis pour la rétention

variable s’éloigne du niveau de chablis naturel suivant un feu. Par contre, l’étude

actuelle ainsi que l’étude d’Angers (2010) sont des observations ponctuelles, de sorte

que d’autres observations sont nécessaires pour conclure en ce sens. De plus, des coupes

de récupérations ont été réalisées autour des aires d’étude de Angers (2010), ce qui peut

faire en sorte de surestimer le chablis par rapport à ce qui ce passe suite à un feu naturel.

Page 53: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

44

6.2 Effet de l’essence

En Abitibi, l’effet de l’essence est important pour expliquer les risques de chablis. Les

résultats ont montré que, pour la rétention variable, les épinettes sont plus à risque que

le pin gris, le peuplier faux-tremble et les saules. Ces pertes pour l’épinette sont

particulièrement élevées pour les sols argileux et les tills. Le peuplier faux-tremble est

reconnu pour son système racinaire étendu et entremêlé entre les individus, ce qui

conduit à un enracinement mieux adapté face à la pression de vent (Perala 1990). Les

feuillus sont généralement reconnus pour être plus résistants. La perte de leurs feuilles

pendant une partie de l’année les rend moins exposés aux vents (Savill 1983). Pour ce

qui est du pin gris, cette espèce possède des racines pivotantes, ce qui augmente la

profondeur d’enracinement et ainsi, la capacité d’ancrage (Rudolph et Laidly 1990).

D’un autre côté, les épinettes spp. ont un système racinaire plus superficiel que ces

autres espèces, ce qui augmente leur susceptibilité au déracinement (Viereck et

Johnston 1990).

Dans le cas de la Côte-Nord, deux essences ont été comparées, soit l’épinette noire et le

sapin baumier. Les résultats ont montré que le sapin baumier est clairement plus

vulnérable au chablis que l’épinette noire. Ces deux espèces sont reconnues pour leur

enracinement superficiel (Frank 1990; Elie et Ruel 2005), de sorte que leur résistance au

déracinement est comparable pour une même masse de tige en absence de carie (Achim

et al. 2005). Ce résultat est largement observé dans la littérature (Ruel 2000; Pham et al.

2004). Le fait que le sapin soit plus vulnérable peut s’expliquer par le fait que cette

espèce est susceptible à la carie. Le sapin est considéré comme le conifère de l'est

Canadien le plus susceptible à la carie de souche et des racines et ce niveau de carie

deviendrait important à partir de 50 ans (Whitney 1989).

6.3 Effet du diamètre et de la hauteur

Pour la Côte-Nord, les arbres résiduels avec un plus gros diamètre et une plus forte

taille sont plus vulnérables au chablis. Outre l’espèce, le diamètre est également

considéré comme un facteur fiable pour prédire le chablis (Peterson 2007). Ce résultat

coïncide avec de nombreuses études réalisées à la suite de coupes partielles ou de

rétention variable (Rich et al. 2007; Thorpe et al. 2008; Riopel et al. 2010; Schmidt et

al. 2010). Ceci est dû au fait que les arbres de forte dimension sont plus exposés aux

Page 54: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

45

vents (Ruel 1995; Canham et al. 2001). Chez les arbres résiduels des coupes de

rétention d’arbres dispersés, le risque de chablis augmente avec le rapport hauteur-

diamètre, ce qui va dans le même sens que plusieurs autres études (Cremer et al. 1982;

Gardiner et al. 1997; Jull 2001; Schmidt et al. 2010).

Pour la rétention de bouquets en Abitibi, les résultats sont contradictoires à la littérature.

En effet, la probabilité de chablis diminue plus le diamètre augmente. Pour expliquer ce

résultat, la structure des peuplements peut fournir une piste d’explication. Les bouquets

échantillonnés en Abitibi sont issus de peuplements de structures régulières. Les arbres

résiduels à l’intérieur d’un même bouquet ont ainsi sensiblement la même hauteur.

Donc, si l’on augmente le diamètre d’un arbre dans un bouquet, cela aurait pour effet de

diminuer le ratio hauteur-diamètre par rapport aux autres arbres. En d’autres mots, un

arbre avec un fort diamètre correspondrait à un arbre plus faiblement élancé et ainsi plus

résistant au chablis. Notons que, la hauteur n’ayant pas été mesurée pour tous les arbres

du bouquet, le rapport hauteur-diamètre n’a pu être intégré aux modèles.

Pour la rétention d’arbres dispersés en Abitibi, les résultats montrent que le chablis

diminue en fonction de la hauteur des arbres pour le peuplier faux-tremble et le saule

spp. Cette observation est surprenante et difficilement explicable. En effet, les arbres

plus grands devraient être plus exposés et ainsi plus à risque (Ruel 1995; Canham et al.

2001). De plus, à la suite d’une diminution de la densité des tiges, les grands arbres des

peuplements réguliers devraient être plus affectés par le chablis (Hale et al. 2010). Ce

résultat est peut-être dû à un trop faible nombre d’individus utilisés pour la

modélisation (n= 242) ou bien à l’omission de certains effets dans le modèle. Il est aussi

important de noter que la taille des saules est surestimée. En effet, cette essence a une

forme de cime particulière caractérisée par une absence de tronc principal. Ainsi, lors de

la mesure de la taille des saules qui s’étaient rompus, la mesure de la longueur des

branches supérieures a été considérée, ce qui a eu pour effet d’augmenter la taille réelle

des arbres.

6.4 Effet des gaules sur la stabilité des arbres résiduels

Sur la Côte-Nord, les peuplements ayant une plus forte surface terrière de gaules sont

moins vulnérables au chablis, ce qui concorde avec les observations de Riopel et al.

(2010), ont fait aussi la même observation. La présence de gaules semble ainsi aider à

Page 55: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

46

stabiliser le peuplement. En effet, travaillant en soufflerie, Gardiner et al. (2005) ont

démonté que les peuplements ayant une présence de gaules en sous-étage étaient plus

résistants à l’effet du vent. Les gaules permettent de réduire la turbulence associée aux

rafales de vent, diminuant ainsi le cisaillement pour les arbres des strates supérieures

(Gardiner et al. 2005). La présence de petits arbres permet aussi de dissiper et

d’absorber une partie de l’énergie du vent que subissent les arbres de grande taille par

l’amortissement de leur balancement (Gardiner et al. 2005). La forte présence de gaules

est également signe que le peuplement est bien structuré et soumis à une dynamique de

trouées (McCarthy 2001). Selon Mason (2002), les peuplements bien structurés et

irréguliers sont généralement plus résistants au chablis.

6.5 Effet du sol

Les résultats montrent de façon marquée que les épinettes sur stations hydriques ont

moins de risques de chablis pour la rétention de bouquets en Abitibi. Cette observation

est contradictoire à celle de (Putz et Sharitz 1991) qui ont conclu que les arbres poussant

dans des conditions hydriques et tourbeuses étaient plus vulnérables à cause de leur

faible enracinement (Putz et Sharitz 1991). Toutefois, dans cette étude, les épinettes

échantillonnées dans ces conditions étaient de plus faible dimension. Les épinettes sur

station hydriques ont un diamètre moyen de 11,90 (± 2,65) cm alors que celles sur

station argileuses et de till ont 14,13 (± 3,57) cm de diamètre. Les arbres avec une

dimension et une hauteur moindre ont pour avantage d’être moins exposés aux vents

(Canham et al. 2001) et de diminuer le moment de force agissant au pied de l’arbre par

l’allongement du bras de levier (Cremer et al. 1982). De plus, les bouquets sur station

hydrique étaient généralement des pessières pures, ce qui augmente la capacité

d’entremêlement racinaire des épinettes en présence (Smith et al. 1987).

Dans le cas de la Côte-Nord, les sols avec un drainage mésique occasionnent davantage

de chablis que les sols avec un drainage xérique, pour la rétention dispersée. Plusieurs

études ont misent en parallèle les taux de chablis pour les sols biens et mal drainés

(Whitney 1989; Basham 1991; Whitney et al. 2002) Toutefois, peu de littérature

compare les drainages xérique et mésique.

Page 56: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

47

6.6 Effet des conditions de vent

Les modèles comprenant les variables du topex, des vitesses moyennes du vent et du

simple fetch ne sont pas ressortis comme meilleur modèle pour expliquer le chablis.

Dans la littérature, ces variables sont pourtant reconnues pour avoir un effet significatif

sur la prédiction du chablis (Ruel et al. 2002; Scott et Mitchell 2005). Dans la présente

étude, les gammes de variation pour les valeurs du topex ainsi que pour les valeurs de

vents sont faibles (tableau 6), ce qui pourrait expliquer le fait que ces modèles ne soient

pas ressortis comme meilleurs modèles. Dans ce cas, il serait souhaitable d’avoir des

résultats comprenant des gammes de variation plus importantes avant de conclure à un

effet non significatif de ces variables.

6.7 Comparaison de la rétention de bouquets et d’arbres

dispersés

Le taux de mortalité par chablis pour la rétention de bouquets est environ 5 % plus élevé

que pour la rétention d’arbres dispersés en Abitibi. Cette différence n’est pas énorme et

ne modifie pas le fait que, dans les deux cas de rétention, ces taux de perte soient assez

élevés. La différence dans la composition des essences en présence dans chacune des

situations de rétention peut expliquer l’écart entre les taux de pertes par chablis.

Pour la région de la Côte-Nord, l’écart entre les deux types de rétention est beaucoup

plus marqué. En effet, la différence de près de 10 % entre les situations de rétention

n’est pas négligeable. Plusieurs facteurs peuvent expliquer le plus fort taux de pertes

pour la rétention d’arbres dispersés. La rétention d’arbres dispersés entraîne de faibles

densités locales d’arbres résiduels. Thorpe et Thomas (2007) ont monté que, lorsque le

niveau de rétention est faible, les pertes est important. Maguire et al. (2007) ont eux

aussi noté plus de pertes pour la rétention d’arbres individuels comparativement à la

rétention d’arbres groupés. La stabilité du peuplement augmente avec la densité. Plus la

densité sera grande, plus les arbres auront de la facilité à disperser le vent (Green et al.

1995) en plus d’avoir plus d’entremêlement de leurs racines (Smith et al. 1987). De

plus, les arbres dispersés sont soumis à des forces de vent plus importantes. À l’intérieur

des bouquets, la densité locale d’arbres est plus élevée, ce qui fait en sorte que les arbres

situés au centre sont soumis à des forces de vent plus faibles. Ce principe

Page 57: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

48

d’augmentation locale de la vitesse des vents en fonction de la densité est expliqué par

Gardiner et al. (1997). La composition des essences peut également expliquer le niveau

de mortalité plus élevé pour la rétention d’arbres dispersés. Le sapin est l’essence qui

est majoritairement retenue pour la rétention d’arbres dispersés, tandis que c’est plutôt

l’épinette noire qui est retenue pour la rétention de bouquets. Ainsi, puisque la

vulnérabilité du sapin est plus importante que celle de l’épinette, il est normal d’avoir

des niveaux de pertes plus marqués pour la rétention d’arbres dispersés.

6.8 Comparaison entre l’Abitibi et la Côte-Nord

Les pertes par chablis en Abitibi sont substantiellement plus élevées que les pertes sur la

Côte-Nord. Plusieurs variables sont extrêmement différentes entre ces deux régions.

Notons par exemple la topographie, la dimension des bouquets, les types de sols, mais

aussi la structure des peuplements. La topographie et la superficie des bouquets ne sont

pas ressorties parmi les meilleurs modèles, ce qui suggère que ce ne sont pas ces

variables qui peuvent expliquer ces différences régionales.

Les types de sol peuvent fournir une explication à cette différence entre les deux

régions. Les stations échantillonnées en Abitibi étaient en grande majorité composées

de sols argileux alors que les dépôts de tills dominaient dans les stations échantillonnées

sur la Côte-Nord. Les sols avec une texture plus grossière, comme les tills, permettent

une meilleure résistance des arbres au déracinement (Moore 1977). Les sols à texture

fine, comme l’argile, occasionnent un développement superficiel du système racinaire,

ce qui ne facilite pas leur ancrage au sol (Moore 1977). De plus, les sols mal drainés

souvent associés aux argiles sont reconnus pour leur fort niveau de déracinement

(Busby 1965; Moore 1977; Schaetzl et al. 1989; Ruel 1995). Par contre, les résultats ont

montré que l’effet du sol dans chacune des deux régions est pratiquement nul. En plus,

les deux régions ont des stations situées sur des sols de till mésique. Ces observations

laissent croire que les propriétés du sol ne seraient pas l’explication majeure pour la

différence entre l’Abitibi et la Côte-Nord. En effet, si l’on fait l’exercice de fixer les

même variables entre les deux régions, il est rapidement possible de s’apercevoir que

les probabilités de chablis ne sont pas les mêmes. Par exemple, une épinette de 15 cm

de dhp dans un bouquet sur station de till mésique aurait une probabilité de 88

Page 58: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

49

% de tomber en Abitibi versus 18 % sur la Côte-Nord, suggérant que le sol seul

n’explique cette différence entre les deux régions..

La structure des peuplements entre les deux régions peut expliquer cette différence. Les

peuplements échantillonnés en Abitibi sont issus de feux de forêt datant des années

1920, ce qui leur procure une structure de peuplement régulière et équienne. Du côté de

la Côte-Nord, les peuplements sont majoritairement âgés de plus de 90 ans et présentent

une structure de peuplement surtout irrégulière caractéristique d’une dynamique de

trouées. La forte abondance de gaules dans les stations de la Côte-Nord suggère que ces

peuplements sont aussi plus structurés.

Les arbres poussant dans des peuplements irréguliers et ouverts sont moins vulnérables

au chablis. Les tiges sont soumises à une exposition continue au vent pendant leur

croissance, ce qui leur permet de développer des caractéristiques leur donnant plus de

stabilité (Ruel 1995; Mason 2002). Les arbres des peuplements irréguliers ont

généralement un meilleur développement de leurs branches et de leur cime ainsi qu’un

développement racinaire proportionnel à cette dernière (Stathers et al. 1994). Plus

important encore, ces arbres développent un ratio hauteur-diamètre plus faible que les

peuplements réguliers, ce qui les rend plus résistants au chablis (Mason 2002). Les

résultats montrent d’ailleurs que les épinettes et les bouleaux blancs sont moins élancés

sur la Côte-Nord comparativement à l’Abitibi (tableaux 3 et 5).

Les peuplements de structure équienne sont généralement denses et homogènes

(Everham et Brokaw 1996). Ainsi, la structure interne simple de ces peuplements fait en

sorte que les arbres développent peu de caractéristiques pour résister aux forces du vent.

Ils présentent souvent des ratios hauteur-diamètre plus élevés que pour les peuplements

irréguliers et dissipent le vent par le contact avec les arbres voisins (Mason 2002).

Puisque ces arbres sont peu adaptés pour résister aux vents de façon individuelle, ils

deviennent plus vulnérables au chablis à la suite d’une ouverture dans le peuplement

(Everham et Brokaw 1996; Mason 2002). C’est possiblement ce phénomène qui est

observé chez les arbres résiduels de l’Abitibi.

Page 59: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

50

6.9 Implication pour l’aménagement

Les résultats précédents peuvent fournir de l’aide à la décision pour la réalisation de

coupes de rétention variable. Il est souhaitable de minimiser les pertes par chablis et

ainsi conserver les arbres vivants comme legs biologiques afin de maintenir la

biodiversité et les fonctions de l’écosystème en plus de conserver la résilience du milieu

(Bauhus et al. 2009). Plusieurs recommandations peuvent être proposées dans ce sens.

Les pertes pour la rétention variable en Abitibi peuvent être considérées comme

passablement élevé. Comme expliqué plus tôt, les pertes par chablis sont plus élevé que

les pertes à la suite d’un feu de forêt (Angers 2010). Dans ce cas, il est possible de dire

que le chablis à la suite de la rétention variable s’éloigne de la naturalité que l’on

cherche à atteindre en aménagement écosystémique. De plus, les pertes acceptables sur

le plan écologique est encore inconnu. Donc, en appliquant un principe de précaution, il

serait important de bien choisir les arbres à retenir lors des opérations forestières. Dans

un premier temps, il serait préférable de réduire la rétention d’épinettes et de prioriser la

rétention de pins gris, de peupliers faux-tremble et de saules spp. en autant que cela ne

compromette pas l’atteinte du maintien de la biodiversité. De plus, la rétention d’arbres

avec de faibles élancements devrait être privilégiée. Il serait aussi pertinent de

considérer l’implantation de la rétention variable à l’intérieur de peuplements ou de

portions de peuplements où la structure est déjà plus développée.

Pour la Côte-Nord, il est possible de croire que les pertes par chablis peuvent être

ramenées à des niveaux plus faibles. Pour ce faire, il serait conseillé de retenir

davantage d’épinettes noires que de sapins, surtout dans le cas de la rétention d’arbres

dispersés. La rétention d’arbres faiblement élancés et de petites dimensions est

également souhaitable. Dans un dernier temps, la rétention variable devrait idéalement

être réalisée dans des peuplements à structure irrégulière avec une forte présence de

gaules.

Page 60: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

7. Conclusion générale

Dans la foulée de l’adoption de la Loi sur l'occupation du territoire forestier au Québec,

l’aménagement écosystémique sera une condition primordiale pour la réussite de

l’application du nouveau régime forestier. Ainsi, l’aménagement forestier devra

désormais tenir compte des aspects socio-économiques et environnementaux. Le

concept de coupes de rétention variable peut sembler être une bonne alternative pour

jumeler l’ensemble de ces considérations dans un but de développement durable.

Or, à la suite de la réalisation de coupes de rétention variable effectuées au Canada et

ailleurs dans le monde, une augmentation importante du chablis chez les arbres

résiduels par rapport à la forêt naturelle a été notée. Au Québec, il y a très peu de

données empiriques sur le phénomène chablis, à la suite de ce traitement sylvicole.

La présente étude a permis de déterminer les niveaux de chablis chez les arbres

résiduels à l’intérieur des coupes à rétention variable pour deux régions aux

caractéristiques contrastées. Elle a aussi permis d’identifier les facteurs influençant le

plus ces niveaux de chablis dans chacune des régions. Les résultats ont montré que,

pour l’Abitibi, les pertes pour la rétention de bouquets étudiés sont de près de 41 %

alors que ceux pour la rétention d’arbres dispersés sont de 36 %. Pour la Côte-Nord, les

pertes sont moins élevées. Le chablis, pour la rétention de bouquets, est évalué à

environ 17 %, alors que pour la rétention d’arbres dispersés, le niveau se situe à 27 %.

Les différences entre les structures des peuplements entre les deux régions peuvent

expliquer en partie ces différents taux de chablis. Pour ce qui est des facteurs les plus

influents sur le chablis, notons les caractéristiques des arbres et les caractéristiques

édaphiques. De plus, pour la Côte-Nord, il faut ajouter la surface terrière qu’occupent

les gaules. À la suite de la modélisation du chablis pour la rétention variable, il est

possible de minimiser les pertes en sélectionnant avec soin les arbres à retenir et les

peuplements à traiter.

Toutefois, il serait important de valider les résultats de l’étude. En effet, cette dernière

se limite à un nombre restreint de parterres de coupe. En particulier, le faible

échantillonnage de l’Abitibi soulève des questions quant à la fiabilité des modèles.

Ainsi, d’autres suivis seraient souhaitables. Par contre, les présents résultats, en

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particulier ceux observés sur la Côte Nord, fournissent une première indication pour

orienter la pratique des coupes de rétention variable.

Les pertes par chablis observées ont été relativement élevées, particulièrement en

Abitibi. Ces pertes dépassent celles rapportées chez les arbres ayant survécu après feu.

En ce sens, il n’est pas certain que les objectifs d’aménagement écosystémique visés

aient été atteints dans ces conditions. Il faudrait toutefois disposer d’un échantillonnage

plus important pour conclure en ce sens. De plus, il conviendrait d’examiner l’impact de

ce niveau de chablis sur la biodiversité afin de pouvoir statuer sur la capacité du

traitement à maintenir la biodiversité dans ces conditions. Le potentiel de succès semble

nettement meilleur dans les peuplements structurés typiques de la Côte Nord.

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Annexes

Annexe 1. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets en l'Abitibi avec un drainage

mésique

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63

Annexe 2. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord avec un dépôt de till

mince et une surface terrière de gaules de 0,0107 m2/ha

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Annexe 3. Probabilité de chablis pour la rétention de bouquets de la Côte-Nord avec un drainage

mésique et une surface terrière de gaules de 0,0107 m2/ha

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Annexe 4. Probabilité de chablis pour la rétention d’arbres dispersés de la Côte-Nord avec un

drainage mésique, une surface terrière de gaules de 0,0059 m2/ha et un rapport hauteur-diamètre

de 0,73 m/cm

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Annexe 5. Paramètres des meilleurs modèles pour les différents cas de rétention variable

a) Rétention de bouquets en Abitibi

Variables Paramètres Erreur type

Intercept -0,95 0,91

dhp -0,02 0,02

peuplier 0,13 1,25

pin gris 1,13 0,70

drainage mésique 3,19 0,92

drainage xérique 3,52 1,43

dépôt till 0,06 1,17

dépôt tourbe -1,25 1,17

dhp : peuplier -0,16 0,05

dhp : pin gris -0,24 0,04

b) Rétention d’arbres dispersés en Abitibi

Variables Paramètres Erreur type

Intercept -1,13 1,32

hauteur 0,15 0,07

peuplier 0,46 3,24

saule 4,14 2,26

hauteur/dhp -0,78 0,94

dépôt till 3,24 0,96

Page 75: IMPACT DES COUPES DE RETENTION VARIABLE SUR L ......Les risques de chablis dans la rétention de bouquets augmentent en fonction du diamètre des arbres sur la Côte-Nord (figure 8)

67

drainage xérique -0,86 0,51

hauteur : peuplier -0,37 0,12

hauteur : saule -0,59 0,21

hauteur/dhp : peuplier 4,69 2,34

hauteur/dhp : saule 3,79 1,75

c) Rétention de bouquets sur la Côte-Nord

Variables Paramètres Erreur type

Intercept -2,60 0,85

dhp 0,07 0,02

essence sapin -0,48 0,57

drainage mésique -0,03 0,75

drainage xérique 0,08 0,78

dépôt till mince -0,12 0,32

dépôt tourbe -0,19 0,97

Surface terrière des

gaules -48,52 15,53

dhp : sapin 0,08 0,04

d) Rétention d’arbres dispersés sur la Côte-Nord

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68

Variables Paramètres Erreur type

Intercept -6,31 1,26

hauteur 0,50 0,12

sapin 0,42 0,56

hauteur/dhp 5,70 1,46

dépôt till mince -0,05 0,23

drainage xérique -0,51 0,19

Surface terrière des

gaules -26,25 12,19

hauteur : sapin 0,02 0,05

hauteur : hauteur/dhp -0,50 0,13