Les facteurs écologiques et les mécanismes expliquant la localisation de l'écotone sapinière/pessière dans l'ouest du Québec

La localisation d'un 'écotone' entre deux types de végétation a souvent été attribuée au climat. Dans cet écotone, les espèces atteignant leur limite nordique deviennent plus sensibles aux conditions climatiques. La zone circumboréale traversant les hautes latitudes du continent nord-américain et eurasiatique atteint sa limite sud à ca 60°N en Scandinavie, alors qu'elle atteint son point le plus au sud au monde (à la même altitude) à ca 48°N au nord-est américain (ouest Québec-est Ontario). Au Québec, cette zone est subdivisée en deux principaux types de forêt continue; dans sa partie sud la forêt mixte dominée par le sapin baumier (Abies balsamae), l'épinette blanche (Picea glauca) ainsi que le bouleau blanc (Betula papyrifera), communément appelée le sous-domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l'ouest. Dans la partie nord, la forêt coniférienne est dominée par l'épinette noire (Picea mariana), nommée le sous-domaine bioclimatique de la pessière à mousse de l'ouest. L'écotone entre ces deux types de forêt est caractérisé par un changement de dominance d'espèces et non à la limite nordique de distribution du sapin baumier. Notre objectif était donc de savoir si la localisation de cet écotone était également conditionnée par le climat. L'étude a été subdivisée en deux parties principales: la première portait sur la mise en évidence des facteurs écologiques contrôlant la limite nordique de cette forêt mixte (chapitre I). La seconde portait sur la comparaison de la performance (chapitre II: Reproduction, chapitre III: Régénération et chapitre IV : Croissance) de ces trois principales espèces de conifère de part et d'autre de l'écotone. Dans le chapitre I, des données de 5023 placettes provenant de l'inventaire écologique du Ministère des Ressources Naturelles du Québec (MRNQ), distribuées au niveau des deux types de forêt ont été utilisées pour mettre en évidence les variables abiotiques et biotiques en relation avec la présence ou l'absence des sapinières à différentes échelles; locale et paysage. Dans les autres chapitres, des données de terrain ont été puisées dans quatre sites situés le long d'un gradient latitudinal traversant l'écotone. Ces données ont été complémentées par des données de l'inventaire dendrométrique du même Ministère. Tous les résultats obtenus indiquent qu'au total, les facteurs écologiques utilisés dans notre étude expliquent 34-42% la limite nordique de la forêt mixte. Cette limite est en partie expliquée par la rareté des conditions écologiques favorisant la présence de cette forêt. De plus, les populations de sapinière dans la pessière à mousse sont incapables de saturer tous les rares sites propices. Cependant subsistent des sapinières sur des sites non propices (phénomène de débordement), quoique moins abondantes dans la pessière que dans la sapinière. Ces résultats nous amènent à supposer que l'histoire postglaciaire et à un second degré les perturbations par les feux pourraient être des facteurs déterminant expliquant la distribution actuelle des sapinières. Cependant, la limite sapinière/pessière est due à la faible capacité reproductive du sapin baumier et de l'épinette blanche dans la forêt coniférienne. La production de cônes de ces deux espèces était plus faible, alors que celle de l'épinette noire était plus régulière. Le pourcentage de graines pleines et le taux de germination de celles-ci étaient également plus faibles pour le sapin dans la forêt coniférienne sauf dans les années de paisson pleine (forte production de cônes). La fréquence de production de cônes de sapin était plus faible dans la forêt coniférienne, alors qu'elle était similaire pour l'épinette noire. En plus, la densité de régénération (semis et gaulis) du sapin était en général plus faible et le taux de mortalité plus élevé dans la forêt coniférienne. Cependant, la croissance en hauteur du sapin et de l'épinette blanche est similaire dans les deux types de forêt. Les conditions des sites i.e. les types de dépôts de surface ont un effet plus grand que le climat. Les bonnes conditions de sol i.e. sol sablonneux dans la forêt coniférienne permettent au sapin et à l'épinette blanche, une fois établis, d'avoir une croissance en hauteur similaire à celle de l'épinette noire, espèce dominante. L'écotone entre la forêt mixte et coniférienne, caractérisé par le changement de dominance, reflète bien l'effet direct (capacité reproductive et de régénération) et indirect (conditions écologiques, croissance en hauteur) des conditions climatiques sur la présence et la dynamique de cette forêt mixte.