Transcript Dynamique naturelle, influence du climat et développement d’outils d’aménagement forestier écologique

Dynamique naturelle, influence
du climat et développement
d’outils d’aménagement forestier
écologique
Travaux des labos Bélanger, Bergeron,
Berninger, Bouchard, Fyles, Kneeshaw,
Leduc, Messier, Margolis, Morin, Munson,
Parrott, Plamondon, Pothier, Potvin, Ruel,
St-Onge et d’autres!
Changement climatique
•
•
•
•
Modélisation
Réponse des feux
Changement de composition
Utilisation des outils comme la
dendrochronologie
• Voir affiches de Berninger, Drolet, Humbert,
Lefrancois, LeGoff, Lemieux, Tarroux
Effets additifs ou non de la récolte forestière
selon un changement climatique
2.00%
0.80%
1.50%
Low constraint
Waswanipi
Abitibi E
0.70%
Central Quebec
1.00%
0.50%
Biodiversity
constraint
Biodiversity and
Yield constraint
Historical burn rates
Biodiversity constraint
Historical burn rate
Yield
constraint
R ² = 0.52
y = 0.995x + 0.379
n = 10
Gaspesie
0.60%
Abitbi SE
Abitibi SW
Abitibi NW
0.50%
Temis N
0.40%
0.00%
0.00%
North Shore
0.50%
1.00%
1.50%
Current burn rate
Yield constraint
2.00%
Temis S
0.30%
0.00%
0.05%
0.10%
0.15%
0.20%
0.25%
Current burn rates
Bergeron et al. CJFR 2007
0.30%
Dynamique naturelle
Quantité de forêts de plus de 100 ans sous un régime
naturel des feux (300 dernières années)
20%
70%
70%
20%
55%
Gauthier et al.
Dynamique forestière et possibilité sur la Côte Nord
(D. Pothier et coll.)
Objectifs:
•Étudier les fréquences de feux le
long de gradients géographiques
(E-W, N-S) à l’intérieur d’une
région de 65000 km2
correspondant au territoire de la
chaire Sylviculture-Faune
•Étudier la dynamique forestière
à l’aide des données d’inventaire
(PEP, PET) et de
chronoséquences (illustrées)
Figure: Localisation des anciens feux et
des deux chronoséquences (à établir en
2007)
•Examiner l’évolution du volume
ligneux, particulièrement lors de
la phase de transition entre
peuplements équiennes et
inéquiennes
Étude de la dynamique naturelle:
Jean-Claude Ruel
• Comprendre la dynamique naturelle de
régénération pour une diversité d’espèces:
–
–
–
–
–
bouleau jaune
Thuya
épinette noire
épinette blanche
sapin…
• Utiliser cette connaissance pour développer des
méthodes sylvicoles adaptées
Étude de la dynamique naturelle:
Jean-Claude Ruel
• Collaborations:
– Louis Bélanger
– Alison Munson
– Christian Messier
– David Pothier
– Hubert Morin
– Dan Kneeshaw
– Yves Bergeron
• Fort potentiel de
régénération naturelle pour
la majorité des espèces
• Plusieurs facteurs peuvent
limiter la régénération:
disponibilité des semences,
lits de germination, lumière
disponible…
• La sylviculture peut agir de
façon efficace sur la plupart
de ces facteurs
Dynamique de la forêt feuillue
14
ERS
Surface terrière(m²/Ha)
12
HEG
10
8
6
4
2
0
1970
1980
1990
Décennal
Densité de tiges (N/Ha)
1200
1000
800
600
400
• Temporary sample plots across
bioclimatic domains 1-4
– Mature (>70 years old)
deciduous stands
– 645 plots per decade
• The two natures of the change:
– Absolute density
– Relative abundance
• Beech is abundant is most
regions
• Maple peaks in the bioclimatic
domain 3
200
0
1970
1980
Décennal
1990
Gravel, Messier, Beaudet,
Lechowicz, Canham etc
Effets des épidémies d’insectes sur
la dynamique forestière
• Kneeshaw, Morin, Bergeron, etc
Étude pas-Canadien des effets de
trois insectes importantes
Core sites
Fringe sites
Sources of Uncertainty
COLD
System
Insect
Populations
Climate
Change
Forest
Condition
MPB: MOUTAIN PINE BEETLE
HOT
SBW: SPRUCE BUDWORM
FTC: FOREST TENT CATERPILLAR
DRY
SFM:
Planning
Modeling
DSS
Outbreak
Dynamics
Intensity
Extent
Forest
Response
Altered Growth
Mortality
Regeneration
Succession
Monitoring
Impact
WET
Kneeshaw et al SFMN
Does management affect SBW & FTC outbreaks?
Canada
West
Ontario
Canada
East
US
West
Wilderness
Core
US
East?
Minnesota
US
South
Alternative
“Core” Design
Lake Superior
Effets du chablis sur la
dynamique forestière
• Ruel, Kneeshaw, Harvey, etc
Voir l’affiche de Reyes, Kneeshaw et DeGrandpré
Sommaire génerale de la comparaison TBE vs Chablis en Gaspésie
Characteristique
Tordeuse
chablis
Regeneration
(arbres)
cyclique
↑feuilleux, régénération
pré-établie, source des
graines, exposition des
sols
Debris ligneux gross. 1o SAB, beaucoup des
chicots, BOB mort après
Plus d’arbres déracinés
Herbes
Tolerants persistent,
↑ heterogeneité,
mais avec un densité ↓↓↓ ↑ intolérants
Taille
>0.5 à 100 ha**
>0.5 à 50 ha**
Severité
Canopé, sub-canopé
affectés
Régénération pré-établie
intacte
Canopé, sub-canopé et
régénération pré-établie
affectés
Intervalles de retour
30 à 50 ans**
650 à 17 000 ans**
Reyes et al.
Effets des trouées sur la
dynamique forestière
• Voir les affiches de Arbour, Caron,
DeGrandpré, Reyes, St-Denis
Année de création de trouées par espèce
20
Nombre de trouées (%)
15
42 %
épinette
10
Épidémie sévère TBE
1974-1979
5
0
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
20
15
sapin
Pic création de trouées
en 1976
24 %
10
5
0
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Années
Périodes de rotation
Probabilité de survie
1.0
285
0.8
0.6
100
73
0.4
58
13
10
0.2
EE
80
55
ES
22
SS
0.0
0
2004
10
1992
20
30
1979 1974
40
50
60
Temps (ans)
71 ans
44 ans
Outils de modélisation
• Voir affiches de Vepakoma, Laamrani
• Laib, Papaik, Poulin, Valeria
Christian Messier – Sustainable forest management (UQAM)
Modélisation au niveau du peuplement et du payage
SORTIE-ND:
Explicite au niveau
spatial
SELES: au niveau du
paysage
- Évaluation de la dynamique des peuplements et des
paysages naturels
- Effets possibles des changements climatiques au niveau du
peuplement
et du paysage
- Évaluation de différentes approches d’aménagement
écosystémique
- Évolution de peuplements complexes suite à la coupe
L’approche globale pour le
“TOOLKIT”
Desire for SFM
Available
Data
Acceptability
Social System
Ecological System
Traditional Use
Recreational Quality
Caribou Populations
Economic System
Values & Perceptions
Access to Forests
Maximum Local Job Creation
What processes do we
model?
Processes
Succession
Growth and Yield
Natural Disturbances
Habitat selection
What modeling
tools do we
apply?
Harvest scheduling
Silvicultural treatments
Road networking
Model Tools
SORTIE (fine-scale)
LANDIS (broad-scale)
What are the
indicators success?
Integrative Tools
SELES
Real Options
PATCHWORKS
Woodstock-Stanley
Assessment
BAP Toolbox
• Coarse Filter Indicators
• Fine Filter Indicators
Caribou Habitat
Annual Allowable Cut
Costs/Benefits
Job opportunities
SQ
50
SQ
100
EM
50
EM
100
SQ
150
0
EM
150
Modèle de paysage évaluant deux types d’aménagement
SQ = status quo EM = Ecosystem management
Les zones blanches sont les vieilles forêts
Développement du
réseau routier au 0
Kitcisakik
Lael Parrott, Géographie
Université de Montréal
http://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/
Axes de recherche du Laboratoire de
systèmes complexes
• Modélisation de systèmes complexes
modélisation spatiotemporelle des écosystèmes;
effets des perturbations humaines et naturelles (ex.,
coupes forestières, espèces invasives)
• Analyse de données écologiques étude
de la complexité écologique; caractérisation de la
dynamique complexe; analyse de données
spatiotemporelles
Lael Parrott, Géographie
Université de Montréal
http://www.geog.umontreal.ca/syscomplex/
Exemples de projets au Laboratoire de
systèmes complexes
• Modélisation orienté individu des écosystèmes
avec WIST
• Modélisation de la croissance des racines
(projet de Christine Grenier, voir notre affiche!)
• Développement d’indicateurs de suivi des
forêts à l’aide de mesures de la complexité
spatiale et spatiotemporelle (projet de Raphaël
Proulx, travail de terrain sur Mont St. Hilaire)
• Modélisation de la co-évolution des espèces
(projet d’Élise Filotas)
Nous aimerions collaborer avec vous!
L’utilisation de la géomatique surtout le
LIDAR pour mieux comprendre la
dynamique forestière et la croissance
des arbres – St-Onge et collaborateurs
Expansion des trouées
Vert : Ouvertures 1998
Rouge : Ouvertures 2003
Voir l’affiche de Vepakoma, St-Onge et Kneeshaw
Changement de composition forestière de 1997 à
2003 basé sur le LIDAR
(St-Onge et collab.)
Assessment
year
HW
SW
Mix
NF
Total
1997
254
829
1619
135
2837
2003
756
587
1519
24
2936
Bilan de carbone/Productivité
forestière
• Les sources et puits du carbone
préoccupe le public
• Car la forêt est dynamique le bilan de
carbone varie
• La productivité influence le carbone et la
possibilité forestière
• Compétition forestière
• Voir affiches Drolet, Margolis et al
• Sainte-Marie, Leduc et al
Séquestration du carbone dans les
sols forestiers
• Influence d’essence, traitement
sylvicole sur les stocks de
carbone dans le sol
• Mécanismes de stabilisation du
carbone dans le sol
• Séquestration par les plantation
• Affiche: Maillard et al.
Aménagement écosystémique
• Voir affiches de la chaire AFD et la Chaire
Cote Nord
• Claveau, Kneeshaw & Gauthier
Restauration du pin blanc dans le
contexte d’aménagement écosystémique
Alison Munson et al.
• Stratégies sylvicoles pour la
régénération du pin blanc:
intensives et extensives
• Stratégies à l’échelle du
paysage (modélisation)
• Stratégies dans le contexte
du changement climatique
Aménagement écosystémique en forêt boréale:
perturbations, dynamique forestière et
aménagement forestier – Un livre par les
chercheurs du CEF (et d’autres)
•
•
•
•
Section 1. Introduction
– 1 Aménagement forestier écosystémique : origines, fondements et application
– 2 Les régimes de perturbations
– 3 La fréquence des feux et l’aménagement forestier inspiré des perturbations
naturelles
Section 2. Variations spatio-temporelles des régimes de perturbations
I Régimes des grandes perturbations en forêt boréale de l’est du Canada
– 4 Climat et perturbations
– 5 Organisation spatiale des forêts sous régime de feux et de coupes à l’échelle
du paysage et de la perturbation
– 6 Régime des épidémies de la TBÉ
– 7 Dynamique des épidémies de la livrée des forêts dans l’est du Canada
II Régimes de perturbations et dynamiques forestière: exemples régionaux
– 8 Gaspésie
– 9 Vers un aménagement écosystémique de la forêt boréale de la Côte-Nord
– 10 Un Aménagement écosystémique de la pessière à mousses du nord de la
ceinture d’argile québécoise
– 11 Dynamique forestière de la forêt provinciale Duck Mountain, Manitoba
Aménagement écosystémique en forêt boréale:
perturbations, dynamique forestière et
aménagement forestier – Un livre par les
chercheurs du CEF (et d’autres)
•
•
•
•
•
•
Section 3. Mise en œuvre de l'approche d'aménagement écosystémique
I Traitements sylvicoles
– 12 Le coffre à outils : la sylviculture et l'aménagement écosystémique en forêt boréale
et en forêt mixte
– 13 Évaluation sylvicole et écologique de la coupe partielle dans la forêt boréale de la
ceinture d’argile
– 14 Modélisation des peuplements complexes et de l’effet des traitements sylvicoles
II Déploiement des stratégies d'aménagement
– 15 Aménagement écosystémique de la forêt mixte : exemple de la Forêt du Lac
Duparquet
– 16 Projet Tembec: "Implantation d’une stratégie d’aménagement forestier s’inspirant
de la dynamique naturelle"
– 17 Mise en œuvre du modèle de perturbations naturelles:
– 18 Implementation of ecosystem-based planning for old forest habitats and canopy
lichen communities in BC
III Monitoring
– 19 Suivi de l’avifaune
Section 4. Changements climatiques
– 20 Des solutions d’aménagement pour faire face aux changements climatiques,
l’exemple des feux de forêt
Section 5. Conclusion
Essais sylvicoles – basé sur la
dynamique naturelle
Épinette noire
Feu
(CPRS)
Feu
(CPRS)
Feu
(CPRS)
troués
Regénération
Mixte
Feu
(CPRS)
Feu
(CPRS)
1ère cohorte
2ème cohorte
Coupe totale
Coupe partielle
Feu
(CPRS)
troués
3ème cohorte
Coupe selective
Le plus grand réseau de coupes
partielles dans la forêt boréale!
Essais sylvicoles
dans Témiscamingue Nord – peut-on s’inspirer
de la dynamique de la forêt mixte ?
Nouveau projet CRSNG-Industrie – Harvey et al.
M ODIFICATION OF
SILVICULTURAL
PRACTICES
Severity gradiant
Natural
dynamics
Gaps
…
Comparison
Stand scale
Composition & structure
Recruitment / mortality
Silviculture
Gap cuts
…
Past responses
Outbreaks
…
Reconstruction project
Partial cuts
…
Short-term responses
Windthrow
…..
Fire
Silvicultural trials
Future responses
Model simulations
Schéma conceptuel du projet
Variable
retention
…..
Clear cuts
Secteur de CPE
- scarification
Secteur de coupes
par bandes
Secteur de
comparaison
de coupes
Perceptions des communautés et
évaluation économique
• Dernièrement plus d’intérêt pour les questions sociales
et économiques de l’effet de la foresterie sur différentes
communautés
•
•
•
•
•
•
•
Voir affiches de Cea Roa
Berninger, K., Kneeshaw et Messier
Civil
Latrémouille
Lazarovici
Tonye
Saint-Arnaud
Perceptions des communautés
• Dernièrement plus d’intérêt pour les questions
sociales et économiques de l’effet de la foresterie
sur différentes communautés (Panama)
Problématique forestière à Kitcisakik
 50% du territoire récolté depuis 1970
 10 compagnies forestières détiennent des CAAFs
 4 600 km de chemins forestiers
 Stratégies d’aménagement non adaptées
 Langage forestier complexe
 Processus de consultation mal adapté
 Crise forestière en 1998
La communauté Kitcisakik, St-Arnaud et al
• Pourquoi vous avez choisi cette photo ?
• Pour expliquer la réalité du mensonge forestier.
• Quels sont vos impressions, vos sentiments, vos émotions par
rapport à cette photo?
• Eh! Bien, pour moi il n’y a que du faux, car si vous regardez
bien en arrière des arbres, c’est vide et défriché. Même la forêt
est en train de mourir, tout comme la culture de mon peuple.
Comparing forest perceptions amongst regions and user
groups – Berninger, K. et al
SOCIETY
Professionals Professionals
(Finland)
(The Mauricie)
ECONOMY
Professionals
(Central
Labrador)
Multiple users
(Central
Labrador)
Environmentalists
Multiple users
(The Mauricie)
Metis
Innu
Forest
owners
NATURE
Multiple users
(Finland)
INDIVIDUAL
Axe 4
• Les chercheurs de CEF sont très actifs
(dynamiques) à l’échelle nationale sur les
questions de la dynamique forestière
naturelle et sur l’aménagement
écosystémique