Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les feux de forêt jouent un rôle important dans le cycle du renouvellement de la forêt boréale. Toutefois, les feux causent des perturbations importantes, produisant une grande quantité de gaz à effet de serre et provoquant des modifications dans la structure et les cycles biogéochimiques des sols. La sévérité des feux fait référence au degré d’altération ou de consommation de la matière organique (végétation et sol) engendré par le passage d’un incendie. Au Canada, l’année 2023 constitue une année record en termes de superficie brûlée, avec environ 17 millions d’hectares de forêts brûlés à différents niveaux de sévérité. Les sols de la forêt boréale stockent environ 85 % de son carbone et jouent un rôle important dans les enjeux des changements climatiques reliés à la préservation des stocks terrestres. De plus, la fréquence des feux augmente avec les changements climatiques et certains effets de leur sévérité sur le sol sont peu documentés. L’objectif de cette étude est de déterminer les effets de la sévérité des feux sur les stocks et la dynamique du carbone et de l’azote du sol de plantations en forêt boréale. Situé au nord de Chibougamau, le dispositif d’étude comprenait six sites totalisant 34 parcelles. Ces dernières ont été affectées par les feux numéro 334 et 379 en juin 2023 (printemps) à des niveaux de sévérité allant de zéro (non brûlée) à trois (sévère) sur l’indice de brûlure composite (CBI – Composite Burn Index). Des échantillons de sol organique et minéral ont été prélevés en 2024 et en 2025 dans ces parcelles pour mesurer l’effet de la sévérité des feux sur 1) les stocks de carbone et d’azote organiques, ainsi que de carbone pyrogénique ; 2) la minéralisation du carbone, de l’azote et du phosphore, ainsi que la sensibilité à la température (Q10) du carbone ; et 3) les proportions de carbone et d’azote organiques associées aux fractions organiques particulaire (MOP) et minérale (MOAM).

Les feux n’ont pas affecté significativement les stocks de carbone et d’azote organiques dans l’horizon organique (en moyenne 2,67 kg C m-2 et 0,114 kg N m-2) et l’horizon minéral (en moyenne 2,31 kg C m-2 et 0,114 kg N m-2), malgré une diminution significative de l’épaisseur de l’horizon organique avec l’augmentation de la sévérité des feux. Toutefois, une augmentation significative des stocks de carbone organique, d’azote organique et de carbone pyrogénique par unité de volume montre une densification de ces éléments dans l’horizon organique du sol. Aucun effet significatif de la sévérité des feux n’a été mesuré sur la minéralisation du carbone, de l’azote et du phosphore, ainsi que sur la sensibilité à la température (Q10) du carbone, qui est en moyenne de 1,84 à 2,16 pour l’horizon organique et de 1,52 à 2,01 pour l’horizon minéral. De plus, les taux de minéralisation sont comparables pour les deux horizons de sol, avec une immobilisation de l’azote et du phosphore par la biomasse microbienne. Concernant le fractionnement de la matière organique dans l’horizon organique, la proportion de la masse associée à la MOP diminue avec l’augmentation du niveau de sévérité des feux, alors que la proportion de MOAM reste stable. Malgré la diminution de la MOP, les proportions de carbone et d’azote organiques qui lui sont associées sont restées stables, quel que soit le niveau de sévérité.

Ces résultats suggèrent qu’à la suite d’un feu, le sol subit principalement une densification structurelle causée par la dégradation des grosses particules composant la MOP. Cela expliquerait pourquoi, malgré la diminution de l’épaisseur de l’horizon organique, il y a une augmentation de la fraction du sol inférieure à 2 mm, sans que la composition des stocks et la minéralisation soient affectées significativement. De plus, nous pouvons supposer que les impacts de la sévérité sur un sol de jeune plantation n’affecteraient pas autant les stocks de carbone et d’azote organiques que ce qui est majoritairement observé dans la littérature. Il sera donc justifié de prolonger l’étude de ces plantations pour vérifier les impacts de la sévérité à long terme sur les stocks de carbone et d’azote organiques, ainsi que sur l’évolution de la végétation.