Histoire des feux dans les forêts circumboréales :Interaction entre l'activité humaine et la variabilité climatique dans la formation des régimes de feu boréaux

Résumé Les incendies de forêt constituent l’un des principaux agents de perturbation naturelle dans les forêts circumboréales. Tout au long de l’Holocène, le climat a représenté le moteur principal de l’activité des feux. Toutefois, au cours des derniers siècles, l’influence humaine a progressivement modifié les régimes d’incendie dans les régions boréales. Les méthodes dendroécologiques sont largement employées pour étudier les relations entre le feu, le climat et l’utilisation humaine des terres à différentes échelles spatiales et temporelles. Malgré de nombreuses reconstitutions détaillées, les dynamiques de feu à long terme demeurent mal comprises dans plusieurs zones de la ceinture circumboréale. Cette thèse examine la contribution de la variabilité climatique et des activités humaines aux régimes de feu historiques dans les forêts boréales de l’hémisphère Nord. L’étude porte sur trois régions : la route 3 dans les Territoires du Nord-Ouest (TNO) au Canada, la réserve de biosphère de Pechora-Ilych (RBN Pechora-Ilych) et le parc national de Kalevalsky (PN Kalevalsky) en Russie. À partir de bois porteur de cicatrices de feu provenant de pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.), les changements dans l’activité des feux ont été évalués dans le temps, tout comme les rôles relatifs du climat et de l’usage des terres par l’humain. L’ensemble de données comprend plus de 500 échantillons de pin sylvestre issus de sites xériques et mésiques, ainsi que plus de 1 000 échantillons de pin gris prélevés sur des affleurements rocheux. Au total, 475 années uniques de feu ont été identifiées à partir de 870 arbres porteurs de cicatrices, répartis sur 126 sites. Si le climat demeure la force dominante dans la structuration des régimes d’incendie, les activités humaines ont significativement modifié les cycles de feu dans certaines régions au cours des deux derniers siècles. Dans les forêts boréales de l’Est européen, la suppression des incendies a vraisemblablement entraîné une diminution de la fréquence des feux et un allongement des intervalles entre ceux-ci. En revanche, dans le nord-ouest canadien, caractérisé par des paysages vastes et peu accessibles, l’intervention humaine est restée limitée, et le climat continue de régir l’activité des feux. Dans ces systèmes boréaux, la survenue des incendies est influencée à la fois par des configurations climatiques à grande échelle, telles que l’Oscillation Décennale du Pacifique (ODP), et par des systèmes régionaux de circulation atmosphérique, comme les blocages scandinaves, qui favorisent les sécheresses printanières au Canada et les épisodes climatiques extrêmes durant l’été en Europe orientale. Abstract Forest fires are a key natural disturbance in circumboreal forests. Throughout the Holocene, climate has been the primary driver of fire activity. However, in recent centuries, human influence has increasingly altered fire regimes in boreal regions. Dendroecological methods are widely used to study the relationships among fire, climate, and human land use at various spatial and temporal scales. Despite numerous detailed reconstructions, long-term fire dynamics remain poorly understood in several parts of the circumboreal zone. This thesis examines how climate variability and human activity contribute to historical fire patterns in boreal forests of the Northern Hemisphere. The study focuses on three regions: Highway 3 in the Northwest Territories (NWT) in Canada, the Pechora-Ilych Biosphere Reserve (Pechora-Ilych NBR), and Kalevalsky National Park (Kalevalsky NP) in Russia. Using fire-scarred wood from jack pine (Pinus banksiana Lamb.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.), we assessed changes in fire activity over time and evaluated the relative roles of climate and human land use. The dataset includes over 500 Scots pine samples from xeric and mesic sites and over 1,000 jack pine samples from rocky outcrops. In total, 475 unique fire years were identified from 870 fire-scarred trees sampled at 126 sites. While climate remains the dominant force shaping fire regimes, human activity has notably altered fire cycles in certain regions over the past 200 years. In the eastern European boreal forest, fire suppression has likely reduced fire frequency and extended fire intervals. In contrast, northwestern Canada, characterized by vast and remote landscapes, has seen limited human intervention, and climate continues to be the main driver of fire activity. Fire occurrence in these boreal systems is influenced by both large-scale climatic patterns, such as the Pacific Decadal Oscillation (PDO), and regional circulation systems like Scandinavian blocking, which contribute to spring droughts in Canada and extreme summer weather in eastern Europe.