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Legs des coupes forestières sur le sol et les plantes en forêt tempérée

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Roy, Marie-Ève (2022). Legs des coupes forestières sur le sol et les plantes en forêt tempérée. Thèse. Gatineau, Université du Québec en Outaouais, Département des sciences naturelles, 220 p.

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Résumé

Dans l’est de l’Amérique du Nord, les forêts tempérées sont aménagées de manière à générer des forêts sous aménagement inéquienne (AI) ou équienne (AÉ). Cependant, les connaissances concernant les effets temporels de ces types d’aménagements forestiers sur les sols et la dynamique de la végétation du sous-bois demeurent limitées. Le premier objectif de cette thèse était de comparer la diversité alpha et beta (spécifique, fonctionnelle et phylogénétique) des communautés de plantes dans des peuplements sous AI et AÉ le long d’une chronoséquence après coupe. Le deuxième objectif était d’analyser la variation
des propriétés physico-chimiques du sol, des débris ligneux et de la productivité du sol après coupe. Le troisième objectif était d’évaluer les effets de la coupe sur les communautés microbiennes du sol, avec un regard particulier sur la diversité des champignons. Le quatrième objectif était de comparer différents indices communément utilisés pour mesurer la diversité des communautés dans les écosystèmes forestiers en utilisant des simulations théoriques. L’hypothèse générale de cette thèse est que les coupes en AÉ, en modifiant plus fortement les conditions biotiques et abiotiques, vont entraîner des effets plus importants à court, moyen et long terme sur les plantes, les propriétés du sol et les microorganismes du sol que les coupes en AI. Pour répondre à nos objectifs, différentes variables ont été mesurées dans des forêts non-aménagées et dans des forêts aménagées (AÉ et AI) le long d’une chronoséquence de coupe (< 5 ans, 15 ans, 30 ans après coupe) dans 189 parcelles. Nous avons mesuré la composition et la diversité (taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique) des plantes du sous-bois, l’abondance des débris ligneux, plusieurs propriétés physico-chimiques du sol (horizons organique et minéral), l'abondance des champignons et des bactéries et la composition et diversité des champignons du sol (dissimilarité entre communautés, phylogénétique et proportion des guildes fonctionnelles et des modes trophiques). Une expérience en serre a également été réalisée afin d’évaluer la croissance de semis de trois espèces d'arbres dans des sols issus des forêts nonaménagées et de forêts après coupe. L’approche théorique en lien avec notre quatrième objectif a simulé une situation typique d’évaluation de la diversité en comparant différentes mesures de diversité (richesse, uniformité, disparité et composantes spatiales alpha et beta) obtenues dans différents sous-échantillons de communautés théoriques connues. Dans les forêts sous AÉ et AI, la diminution significative de la diversité phylogénétique des plantes de la state de sous-bois mesurée à court terme persistait 30 ans après coupe. Cette perte de diversité était associée entre autres à la persistance de plantes avec des traits fonctionnels particuliers (e.g., très petites graines) et de plantes plus anciennes qui se reproduisent par spore. Seules les forêts non-aménagées étaient associées à une forte densité forestière, un couvert d'herbacées abondant et une grande diversité de plantes de sous-bois. Les coupes ont entrainé une diminution de l’abondance de certaines classes de bois mort et de la litière. Peu de temps après la coupe (< 5 ans), plusieurs propriétés du sol différaient significativement de celles dans les forêts non-aménagées. Bien qu’un rétablissement de la dynamique temporelle de certaines propriétés chimiques du sol (e.g., le pH, l’azote minéralisable, le N total, le ratio C/N et l’Al3+) ait été mesuré à plus long terme (> 30 ans après coupe), d’autres propriétés (e.g., l’abondance de bois mort) continuaient d’être affectées significativement. Une augmentation de l'abondance des bactéries, de la dissimilarité dans la communauté des champignons et de la proportion de champignons pathogènes et parasitaires au détriment des symbiotiques a été mesurée peu de temps après coupe de plus forte intensité (AÉ). La structure et la densité forestière ainsi que le pH du sol sont apparus comme des déterminants importants afin de comprendre le rôle de la coupe forestière sur les communautés microbiennes du sol. L’analyse théorique des mesures de diversité a démontré l’importance d’utiliser la diversité phylogénétique ou fonctionnelle ainsi que les deux composantes spatiales (alpha et beta) afin de détecter les modifications engendrées par la récolte forestière dans les communautés végétales. Cette thèse a montré l’importance de considérer les forêts non-aménagées dans les études visant à quantifier les effets temporels de différents types de coupes sur la biodiversité et les fonctions écosystémiques dans les forêts aménagées.

Type de document: Thèse (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Rivest, David
Co-directeurs de mémoire/thèse: Surget-Groba, Yann
Départements et école, unités de recherche et services: Sciences naturelles
Date de dépôt: 15 août 2022 15:41
Dernière modification: 15 août 2022 15:41
URI: https://di.uqo.ca/id/eprint/1392

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