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

Résumé

Les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) constituent une perturbation majeure des forêts nord-américaines. Au Québec, Canada, l'histoire récente des épidémies de la TBE à l'échelle locale est bien connue. Les études à l'échelle du Québec demeurent toutefois rares malgré la nécessité de mieux comprendre la dynamique des épidémies de la TBE à plus grande échelle. Cette étude visait à reconstituer la dynamique spatio-temporelle des épidémies de la TBE au cours du 20ème siècle dans l'ensemble de l'aire de répartition de l'insecte au Québec méridional. Pour ce faire, nous avons échantillonné 83 peuplements répartis sur l’ensemble du territoire d’étude. Ces peuplements ont été sélectionnés en fonction de leur âge et de la présence d'épinettes noires, blanches et rouges. En effet, le genre Picea, contrairement au sapin baumier, survit aux épidémies de la TBE et peut les enregistrer dans ces cernes de croissance. Dans chaque peuplement, des carottes ont été prélevées sur 20 épinettes. Les séries dendrochronologiques de plus de 1600 arbres ont été analysées et nous avons identifié, grâce au regroupement des peuplements par k-moyennes, trois patrons de croissance des arbres dans lesquels les trois épidémies de la TBE du 20ème siècle précédemment documentées ont été mise en évidence. Les épidémies n'étaient pas homogènes dans l'aire de répartition de l'insecte. Deux groupes de peuplements ont présenté des épidémies de forte intensité au début (1905-1930) et à la fin du siècle (1968-1988) et une épidémie de moyenne intensité au milieu du siècle (1935-1965). Ce schéma s'explique principalement par la présence de l'insecte dans les domaines bioclimatiques de la sapinière à bouleau jaune et de la sapinière à bouleau blanc, zones où les épidémies tendent à être les plus sévères en raison de l'abondance du sapin baumier, la principale espèce hôte de la TBE. Cependant, ces deux modèles diffèrent en termes de durée des épidémies. Un troisième groupe de peuplements, plus septentrional, a connu des épidémies moins sévères au cours du 20ème siècle, ce qui tend à s'expliquer par un climat plus froid et une plus faible proportion de sapins baumiers dans le paysage du fait de la proximité avec le domaine bioclimatique de la pessière à mousse. Notre étude montre que, d'une part, ces trois groupes de peuplements sont définis par des épidémies de durée et de gravité spécifiques, et que, d'autre part, ils sont spatialement distincts et soumis à des conditions climatiques différentes.

Spruce budworm (SBW) outbreaks are a major disturbance in North American forests. In Quebec, Canada, the recent history of SBW outbreaks at the local scale is well-known. Studies at the Québec scale nonetheless remain rare despite the need to better understand the dynamics of SBW outbreaks at a larger scale. This study aimed to reconstruct the spatiotemporal dynamics of SBW outbreaks during the 20th century across the insect’s range in southern Quebec. To this end, we sampled 83 stands throughout southern Quebec. These stands were selected according to their age and the presence of black, white, and red spruce. In fact, spruce, unlike balsam fir, survives the SBW outbreaks and can record them in these growth rings. In each stand, cores were taken from 20 spruce trees. The dendrochronological series of more than 1,600 trees were analyzed, and we identified, through the k-means grouping of stands, the spatial patterns of tree growth for the three previously documented 20th century SBW outbreaks. The outbreaks were not homogeneous across the distribution range of the insect. Two groups of stands showed early- (1905–1930) and late-century (1968–1988) outbreaks of high severity and a mid-century (1935–1965) outbreak of moderate severity. This pattern is explained mainly by the presence of the insect within the balsam fir–yellow birch and balsam fir–white birch bioclimatic domains, areas where outbreaks tend to be most severe because of the abundance of balsam fir, the main SBW host species. However, these two models differ in terms of the duration of outbreaks. A third, more northern, cluster of stands experienced lower severity outbreaks over the 20th century, a pattern explained by a lower proportion of balsam fir trees in these landscapes. Our study shows that, on the one hand, these three groups of stands are defined by outbreaks of specific duration (an outbreak period beginning when more than 20% of the trees are affected and ending when <20% of the trees are affected) and severity (in terms of percentage of affected trees), and on the other hand they are spatially distinct and subject to different climatic conditions.