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Variables géo-écologiques influençant l'enregistrement d'un signal climatique dans les cernes de croissance de l'épinette noire (Picea mariana mill. BSP) dans la partie nord de la forêt boréale, Québec.

Labarre, Thibault (2011). Variables géo-écologiques influençant l'enregistrement d'un signal climatique dans les cernes de croissance de l'épinette noire (Picea mariana mill. BSP) dans la partie nord de la forêt boréale, Québec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 77 p.

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Résumé

Cette étude a été menée dans l’objectif de déterminer les principales variables géo- Écologiques qui concourent à l’enregistrement du climat par les cernes de croissance de l’épinette noire. Des dendroséries ont été construites à partir de 12 populations d’épinette noire réparties le long du complexe hydroélectrique La Grande Rivière dans la région de la baie de James. Dans un premier temps, des sites ont été sélectionnés afin de tester la réponse des arbres au climat en fonction de trois grands facteurs : la densité relative du couvert forestier (ouvert et fermé), la pente moyenne du site (nulle, faible, forte), et la profondeur du sol (épais et mince). Dans un second temps, certaines variables géo-écologiques relatives aux arbres ont été retenues afin de tester leur réponse individuelle au climat en fonction de leur âge, du pourcentage de branches mortes, de la microtopographie, de la projection de leur couronne au sol, de leur hauteur, de la circonférence des tiges et du nombre de marcottes. Ensuite, des fonctions de réponse ont été calculées en confrontant des variables construites au moyen de descripteurs des cernes annuels à des conditions spécifiques révélées par des moyennes mensuelles. L’étude a d’abord porté sur des dendroséries standardisées par peuplement choisi sur des sites jugés homogènes au plan des conditions géo-écologiques en vue de les comparer et d’en tirer une interprétation des différences interstationnelles. Puis, le travail a été reproduit, en utilisant les chronologies standardisées pour chacun des arbres au sein de chaque site pour évaluer la variabilité intrastationnelle. Enfin, les facteurs géo- écologiques relatifs à chacun des sites ont été testés, puis les variables rattachées aux individus afin de déterminer ceux et celles qui influencent le plus la réponse des arbres au climat aux deux échelles. Les résultats ont dévoilé que les milieux forestiers ouverts, composés de jeunes individus (< 100 ans), étaient ceux qui répondaient le plus significativement aux températures et à la quantité d’eau susceptible d’être perdue vers l’atmosphère par le biais du sol (évaporation) et des plantes (transpiration). Les milieux fermés, qui sont composés d’arbres plus âgés, répondent significativement à l’abondance de la neige et à la quantité de pluie. Le nombre de marcottes pourrait avoir une influence sur la réponse des arbres aux températures maximales et minimales et à la perte d’eau du sol et de la végétation. De plus, les fonctions de réponse aux paramètres climatiques de la croissance radiale des arbres individuels indiquent que les arbres vivant sous des conditions jugées homogènes (couvert forestier, pente et profondeur de sol), ne répondent pas tous significativement au climat. Le biotope semble considérablement influencer la capacité de l’arbre à répondre au climat par ses cernes. À la lumière de ces résultats, il semble judicieux d’utiliser, d’une part, les milieux forestiers ouverts pour reconstituer les températures et, d’autre part, les milieux fermés pour reconstituer les précipitations sous forme liquide et solide.

Abstract

The objective of study was to discriminate the geoecological variables that contribute to climate recording in black spruce tree-rings. Tree-rings series were obtained from 12 populations of black spruce sampled within the hydroelectric complex of La Grande River in the James Bay area. Sites were initially selected to test the stand response to climate according to three factors: relative density of the forest cover (open, mid-density, or closed), average slope of the site (none, gentle or steep), and soil thickness (thick or thin). Then, some geoecological variables specific to trees were chosen to test the response of individual trees to climate with relation: to tree age, percentage of dead branches, microtopography, crown projection over the ground, stem height, circumference and number of layers. Response functions were calculated by using two sets of variables: the annual rings characteristics and the monthly climate variables. Such functions were calculated in order to perform inter-stand comparisons and within every stands to estimate inter-tree variability. A particular attention was paid to site-specific, tree-specific geoecological factors in order to detect which variables most influenced the response of trees to climate. Results revealed that opened forest environments, composed of young individuals (< 100 years), responded most significantly to temperature and water lost to the atmosphere by soil (evaporation) and plants (evapotranspiration). Stands including old trees responded significantly to snow depth and rainfalls. Results highlight that the number of layers could influence the response of trees to the maximum and minimum temperatures and to water loss by the soil and the vegetation. Moreover, the response functions of radial growth of individual trees to climatic variables showed that the living trees under homogeneous conditions (forest cover, slope, and soil depth), do not all significantly respond to climate. The biotope seems to influence considerably the capacity of trees to respond to climate. In light of these results, it seems advisable to use open forest environments for temperature reconstructions, and closed forests for liquid or solid precipitation reconstructions.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Bégin, Yves
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bégin, Christian
Mots-clés libres: dendrochronologie, climat, variables géo-écologiques, couvert forestier, profondeur de sol, pente, forêt boréale, épinette noire, Baie de James
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 06 févr. 2014 20:29
Dernière modification: 20 nov. 2015 20:01
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1731

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