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

Résumé

Les changements climatiques annoncent l’arrivée de nouveaux phénomènes qui affecteront l’écosystème boréal. Pour 2050, on prévoit une hausse des températures annuelles moyennes d’environ 3°C et une augmentation de 50% des dépositions atmosphériques d’azote par rapport aux années 1990. Des études ont déjà été réalisées sur des épinettes noires matures afin de connaître les effets possibles des changements climatiques, à court et moyen termes. Les résultats obtenus jusqu’à maintenant sont mitigés. Ils ne présentent généralement aucun résultat significatif concernant les phases phénologiques du xylème, l’élargissement cellulaire, la production de parois ainsi que la production de cellules. Or, la sensibilité aux variations climatiques peut différer selon l’âge et l’espèce étudiée. L’objectif de l’étude était d’évaluer les effets d’un ajout de précipitations azotées et d’un réchauffement hâtif du sol sur la croissance, la physiologie et la phénologie de semis de deux espèces d’importance en forêt boréale à savoir l’épinette noire et le sapin baumier. Pour ce faire, deux traitements et leur combinaison, soit l’ajout d’azote inorganique et le chauffage du sol de 4°C ont été appliqués sur des semis de trois ans, durant deux saisons de croissance. L’étude a été réalisée à deux sites en forêt boréale : dans la réserve faunique des Laurentides près du lac Simoncouche (site chaud : SIM) et dans les Monts-Valin, près du lac Bernatchez (site froid : BER). Dans ces deux dispositifs de recherche, les traitements étaient appliqués depuis 9 ans. Le traitement azote apportait des apports en azote trois fois plus élevés que les précipitations normales à l’aide de gicleurs installés au-dessus de la canopée. Le traitement chauffage consistait à augmenter la température du sol de 4°C, à l’aide de câbles chauffants installés dans le sol. Les traitements ont été attribués aléatoirement à chaque parcelle, dans un dispositif où chaque traitement est répété trois fois. Dix semis d’épinettes noires et 10 de sapins baumiers ont ensuite été plantés dans chaque parcelle au printemps 2015 puis récoltés à l’automne 2016, après deux saisons de croissance. Les résultats ont démontré qu’une augmentation hâtive de la température du sol provoque un débourrement hâtif des bourgeons d’épinettes noires et de sapins baumiers dans le site d’étude où la température est la plus froide (BER). Une augmentation des biomasses racinaire et totale a été observée sur les épinettes noires ayant reçu le traitement de chauffage du sol à SIM, où les caractéristiques du sol permettent de plus grandes variations de température. Le traitement de chauffage du sol a aussi causé un accroissement de la biomasse racinaire sur les sapins baumier à SIM. Le traitement de chauffage du sol a causé une diminution du taux photosynthétique sur les sapins baumier de BER. Le traitement de chauffage du sol a causé une augmentation des concentrations de phosphore et de potassium dans les épinettes noires de BER et SIM, respectivement. L’intégration des informations acquises durant cette étude permettra d’améliorer les modèles de prévisions de la productivité forestière dans un contexte de changements climatiques, notamment par rapport à l’anticipation du débourrement des bourgeons et au gain de biomasse produit par l’augmentation des températures du sol. Toutefois, des recherches plus approfondies et à plus long terme seront nécessaires. Cette étude montre que la sensibilité des semis aux variations climatiques peut être différente selon l’espèce étudiée et peut être liée aux conditions particulières d’un endroit. C’est-à-dire que dans les endroits où la température est plus froide, le réchauffement hâtif du sol pourrait permettre un débourrement phénologique plus hâtif. Aussi, la biomasse forestière pourrait s’accroître avec le réchauffement hâtif du sol dans les endroits les plus chauds, où les caractéristiques du sol le permettent.