Présentation PPT

Modélisation des perturbations
naturelles et marges de variabilité
pour les forêts du Québec
Mathieu Bouchard
Direction de la recherche forestière, MRN
Contexte
• Nouvelle loi sur l’Aménagement durable du territoire
forestier:
– Article 1 - la loi vise à: “Implanter un aménagement naturel des
forêts, notamment par un aménagement écosystémique”
– Article 4 - “aménagement écosystémique: un aménagement qui
consiste à assurer le maintien de la biodiversité et la viabilité des
écosystèmes en diminuant les écarts entre la forêt aménagée et la
forêt naturelle »
• La forêt naturelle…. C’est quoi?
– Essentiellement, la forêt pré-industrielle, dynamisée par les
régimes de perturbations naturelles.
– Perturbations naturelles variables = forêt variable.
– On peut assumer que les espèces présentes sur le territoire se
sont adaptées à ces conditions au fil de l’évolution naturelle.
Dans le contexte de la mise en place du nouveau
régime forestier…
• La direction de la recherche
forestière dresse un portrait des
connaissances sur la forêt
naturelle
• Selon différents indicateurs:
structure d’âge, composition
forestière, etc…
• Sous une forme facilement
accessible pour les aménagistes
• N’exclut pas l’utilisation d’autres
sources d’information
•
Objectif du présent travail:
–
–
Déterminer la variabilité naturelle dans la structure d’âge des
forêts, à l’échelle des unités d’aménagement
Co-auteurs: Mathieu Bouchard (DRF), Yan Boucher (DRF),
Annie Belleau (MRN-DEX08), Yan Boulanger (SCF)
Structure d’âge
% territoire
• Définition: Proportion relative des différentes classes d’âges sur un
territoire donné
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
< 20 ans
20-100 ans
> 100 ans
Cycle de feu long
< 20 ans
20-100 ans
> 100 ans
Cycle de feu court
Abondance des classes d’âges
• Indicateur très general des habitats présents sur le territoire (Hunter,
Franklin, Bergeron, etc.)
• Indicateur intégrateur: l’âge des peuplements est lié à d’autres
attributs importants comme la composition forestière, structure
interne des peuplements, etc.
• Facile à quantifier (cartographie)
• Facile à intégrer dans la planification à court et long terme (CPF)
Comment quantifier la variabilité dans
l’abondance des classes d’âge?
• L’idéal serait de mesurer la variation pour chaque territoire,
mais c’est souvent impossible (manque de données
historiques)
• La connaissance des régimes de perturbations naturelles
peut nous aider à reconstruire la variabilité
Simuler les perturbations naturelles
Baker & al. 1991
Boychuk & Perera 1997
Wimberly & al. 2000
Wiens & al. 2012
Plusieurs
simulations
Old
growth
Une simulation
Wimberly, 2002
Variabilité
– Permet d’intégrer plusieurs types
de perturbations naturelles
– Tient compte de l’effet de la taille
du territoire
Taille du territoire considéré
• Avantages d’une approche par
simulation:
Wimberly & al., 2000
• Difficultés associées à l’approche:
– Trouver une façon de structurer les modèles: demande une bonne
compréhension des différents types de perturbations naturelles
– Pour des territoires peu étudiés, on n’a pas le choix de poser
certaines hypothèses
Appliquer l’approche sur le territoire
Québécois (méridional)
• Très grand territoire, diversifié: feuillu, mixte, boréal.
• 3 principales perturbations affectent la structure d’âge des forêts: feu,
épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette, chablis
Approche de modélisation
• 3 perturbations = 3 sous-modèles
• En général, les modèles construits et calibrés selon les
patrons observés lors les derniers 200 ans (ou plus):
– Effet des perturbations naturelles mieux décrits pour cette
période (particulièrement au niveau spatial)
– 1800-2000 – recoupe une certaine variabilité climatique
• On se concentre sur les perturbations qui génèrent de
la mortalité sévère (< 25% couvert forestier résiduel)
Les feux
• Les connaissances proviennent surtout de l’analyse de cartes de
feux établies dans différentes régions
• Paramètres importants:
– Cycles (fréquence, intervalle de retour)
– Taille des feux
Cycle ~ 150 ans
Cycle > 250 ans
68° W
70° W
66° W
0
50
100 Km
1976
1938
1899
1825
1976
1938
1996
1931
1911
51° N
1826
1914
1921
1894
1901
1867
1891
1862
#
Sept-Îles
1902
1955
1991
1811
50° N
#
Port-Cartier
1896
1941
1941
Labrador
1896
1810
Québec
1955
1991
1810
#
# Baie-Comeau
Bergeron et al. 2004
49° N
Bouchard et al. 2008
Simulation des feux
• Quatre zones de feu ont été
définies
• Correspondent essentiellement à
un gradient climatique (Boulanger
et al. 2013)
• Paramétrisation en fonction des Bergeron et al. 2004
études disponibles:
– Cycle de feu (fréquence)
– Distribution de taille des feux
Le Goff et al. 2008
LeSieur et al. 2002
Bouchard et al. 2008
Cyr et al. 2007
Mansuy et al. 2012
Grenier et al. 2008
Lauzon et al. 2004
Drever et al. 2005
Doyon et al. 2008
Boucher et al. 2012
Age 0 - Feux récents
Age > 200 ans
Les épidémies de TBÉ
• Espèces hôtes: sapin baumier, épinettes
• Épidémies observées à chaque 35 ans environ sur le territoire Québécois
Boulanger et Arseneault, 2004
• La mortalité créée varie en
fonction:
– De la présence d’espèces hôtes
(ouest vs est du Québec)
– Du climat: latitude (Bouchard et al.
2010) et altitude (Blais 1981)
• Mortalité très variable d’une
épidémie à la suivante: dernière
épidémie beaucoup plus sévère
que les précédentes
Mortalité suite à
l’épidémie 1967-1991
0
30
60 Kilometers
Simulation épidémies TBÉ
• Une épidémie aux 30-40 ans,
synchrone pour la province
• L’intensité varie d’une épidémie
à l’autre (3 niveaux d’intensité)
• La probabilité qu’un peuplement
soit affecté varie en fonction:
– De la composition forestière
dominante (Veg. Pot.)
– Âge du peuplement
– Du domaine bioclimatique
– De l’intensité de l’épidémie
Exemple: mortalité générée par une épidémie très sévère à l’échelle de la province
Chablis
• Peuplements renversés par le vent
• L’importance de cette perturbation pour la structure d’âge demeure
faible en général
• Les chablis importants sont souvent de forme linéaire (tornades)
Mauricie
Outaouais (Doyon et Bouffard 2008)
• Simulations: un intervalle de retour de 2500 ans, et une répartition
homogène à travers la province.
Étapes de modélisation
Module chablis
Module feux
Simulations
(Province au
complet)
Compilation
des résultats
(par UA)
Module tbé
•Plateforme pour modélisation: SELES (Fall et Fall
2000)
•500 simulations d’une durée de 200 ans
Unités d’aménagement considérées
• 73 en date de 2013
• Forêt publique
Compilation des résultats
• Deux classes d’âges principales (Boucher et al. 2011; Jetté et al.
2013):
– Peuplements en régénération <10, 15 ou 20 ans, selon domaine
bioclimatique
– « Vieux » peuplements : > 80 ou 100 ans, selon domaine bioclimatique
• Variabilité: intervalle intercentile de 90%
Exemple de résultat pour une unité d’aménagement
ayant un cycle de feu moyen de 500 ans
Vieux
Frequency
40
20
0
Frequency
Fréquence (%)
60
Régénération
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
e[, "09451"]
I.C. 90 %
0-17% peup. régé
1.0 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Proportion de l'UA
d[, "09451"]
I.C. 90 %
51-85% peup. vieux
Influence du cycle de feu et de
la taille de l’UA sur la variabilité
c(0, 1)
% vieux
peuplements
Proportion
de l'UA (%)
Cycle de feux = 500 ans
Taille
UA(1292
= 1295
km2
UA 31-53
km2, c.p.
= 500 ans)
Cycle de feux = 150 ans
Taille
UAkm2,
= 25
km2
UA 25-51
(25724
c.p. 000
= 150 ans)
100
c(0, 1)
75
50
I.C. 90 %
25
0
0
50
100
c(0, 200)
150
200
0
50
Années de simulation
100
c(0, 200)
•Cycle de feu plus court = - de vieilles forêts
•Unité plus petite = variation plus importante
150
200
Utilisation du concept en aménagement
écosystémique
UA 31-53 (1292 km2, c.p. = 500 ans) UA 25-51 (
100
6
75
50
c(0, 1)
• De façon spécifique: où se situet-on par rapport à la variabilité
naturelle?
• De façon plus générale: Permet
de mieux comprendre notre forêt,
et ce qui la dynamise
% vieux
peuplements
c(0, 1)
Proportion de l'UA (%)
Variabilité naturelle
?
25
0
0
50
100
c(0, 200)
État actuel
150
200
0
5
Années de simulati

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