L’étude de la sensibilité a permis de dégager quelques recommandations afin d’améliorer la fiabilité et la précision des calculs des charges critiques et de leur dépassement.
L’évaluation des dépôts atmosphériques en forêt doit être améliorée. Les données de dépôts atmosphériques sont celles qui influencent le plus le calcul du dépassement des charges critiques.
Malheureusement, ces données sont entachées d’une erreur importante que nous attribuons à deux raisons majeures :
– le nombre de stations de surveillance des dépôts atmosphériques en milieu forestier est trop faible; au Québec, ce sont les données a) du Réseau de mesure des polluants atmosphériques en milieux agricole et forestier du Québec (REMPAFAQ; stations), un projet provincial interministériel financé par les ministères du Développement durable, Environnement et Parcs (MDDEP), Ressources naturelles et Faune, et Agriculture, Pêcheries et Alimentation du Québec et b) un projet fédéral, le Réseau canadien d'échantillonnage des précipitations et de l'air (RCEPA; trois stations) d’Environnement Canada, lequel sert à évaluer les dépôts atmosphériques secs et humides en milieu forestier.
Augmenter le nombre de stations dans ces réseaux de mesure est une priorité;
– les mesures de validation des dépôts atmosphériques sur le terrain (ground truthing) sont rares. Des études très intensives (p. ex. : DUCHESNE et al. 2001) ou l’installation de nouveaux dispositifs d’échantillonnage sur le terrain (par ex. : des récepteurs en sous-bois contenant des résines échangeuses d’ions) sont nécessaires pour obtenir des mesures indépendantes des réseaux et des modèles sur lesquels sont basés les calculs des retombées humides et sèches. Les dispositifs de mesure des dépôts atmosphériques devraient idéalement être installés dans les stations du Réseau d’étude et de surveillance des écosystèmes forestiers (RESEF; PÉRIÉ et OUIMET 2003) car ce réseau de stations forestières est jumelé au REMPAFAQ et au RCEPA.
L’évaluation du taux d’altération des sols forestiers doit être améliorée. Cela peut se faire en appliquant les démarches complémentaires suivantes :
– valider l’estimation des taux d’altération des sols actuellement utilisée à l’aide des données de la chimie des lacs au Québec. Des données de la chimie des eaux de plus de 1 300 bassins versants (majoritairement forestiers) ont été recueillies dans le cadre d’autres travaux d’inventaires par divers organismes, surtout le MDDEP. Il est possible d’estimer le taux d’altération dans chacun de ces bassins versants à partir des analyses d’eau. Ce projet est en cours d’exécution à la DRF1.
– déterminer la relation entre le taux d’altération des sols à l’échelle de la station forestière et celui à l’échelle du bassin versant. Cet exercice complémenterait l’étude précédente. Les données des sols et des bassins versants d’une vingtaine de stations du réseau TADPA-Québec, obtenues grâce à une entente de collaboration entre la DRF et Le Centre Saint-Laurent, pourraient servir à déterminer cette relation.
– faire l’inventaire des études sur le taux d’altération des sols forestier dans l’est de l’Amérique du Nord et tenter de définir des fonctions de pédotransfert à partir de simple données cartographiques (dépôt de surface, géologie) ou d’inventaires généraux (propriétés physico-chimiques des sols). Dans le cadre du troisième inventaire décennal, des données sommaires sur la texture et le pH des sols des placettes-échantillons permanentes sont disponibles. Dans le cadre du quatrième inventaire décennal, la moitié des placettes-échantillons permanentes font l’objet d’un échantillonnage de sol à des fins d’analyse physico-chimique. Ces données permettront de préciser localement le taux d’altération des sols si des fonctions de pédotransfert peuvent être définies. La littérature sur le taux d’altération des sols forestier dans l’est de l’Amérique du Nord a été consultée durant hiver 2005; il reste à en tirer les données et à les colliger.
1 Projet de recherche à la DRF 0200 3053 : Étude des phénomènes d’altération dans les sols forestiers; titulaire du projet : Rock Ouimet, Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie.
– cartographier les charges critiques et leur dépassement à une échelle plus fine à l’aide des cartes pédologiques disponibles, en particulier pour la zone où le dépassement est important. Un recueil de cartes pédologiques numérisées couvrant la majorité de la zone où le dépassement est important (Basses-Laurentides et sud des Appalaches) est disponible auprès de l’Institut de recherche et de développement en agroenvironnement inc. (IRDA). Cet exercice permettrait de valider la cartographie des charges critiques effectuée à une plus grande échelle et de préciser les secteurs forestiers qui sont réellement l’objet d’un dépassement dans la zone à risques déterminée dans la présente étude.
– améliorer nos connaissances sur les propriétés des sols forestiers, en particulier sur la chimie de l’aluminium. Les seuils du critère employés pour déterminer les charges critiques sont : 1) le rapport cations basiques/aluminium (BC/Al) de la solution de sol et 2) la constante de dissolution apparente de la gibbsite, un minéral secondaire composé d’hydroxyde d’aluminium présent sous diverses formes dans le sol. Le degré de solubilité de ce minéral, lequel diffère d’un type de sol à l’autre, conditionne en grande partie la solubilité de l’aluminium - un élément toxique pour les plantes – et le rapport BC/Al dans le sol (ZAK et al. 1997, NEG/ECP FOREST MAPPING GROUP 2001).
– consacrer des efforts pour préciser le prélèvement des éléments par la végétation forestière et l’effet du mode de récolte sur le calcul des charges critiques à long terme ne constitue pas une priorité selon l’analyse de la sensibilité. Cependant, cet effet pourrait devenir très important si l’on se limitait à évaluer l’effet à court terme des dépôts acides (CC(S) basé sur le soufre seulement).
Étant donné l’ampleur du dépassement des charges critiques, eu égard à l’intensité et l’étendue, il apparaît important de déterminer : 1) quand les charges critiques des forêts ont été ou seront dépassées 2) si les programmes actuels de réduction des émissions acidifiantes, au Canada et aux États-Unis, permettront aux retombées atmosphériques d’atteindre les charges critiques des forêts dans l’avenir, 3) quels sont ou seront les effets du dépassement des charges critiques sur les forêts et 4) quelles sont les pratiques d’aménagement forestier que l’on doit recommander selon l’importance du dépassement des charges critiques.
Initier la modélisation dynamique des écosystèmes forestiers permettra de répondre aux deux premières questions (POSCH et al. 2001); déterminer l’effet du dépassement des charges critiques sur la structure, la croissance, la mortalité et la productivité des forêts permettra de répondre à la troisième et à la quatrième question. La DRF consacrera des efforts à parfaire ces sujets de recherche au cours des deux prochaines années (2005-2007)2.
2 Projets de recherche à la DRF 0200 3080 : Étude de l'évolution contemporaine de la structure et de la composition forestière à l’aide du réseau de placettes échantillons permanentes du MRNF; titulaire du projet : Louis Duchesne, Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie. Projet de recherche à la DRF 0200 3116 : cartographie des charges critiques des forêts au Québec; titulaire du projet : Rock Ouimet, Service de la génétique, de la reproduction et de l’écologie.
Conclusion
Les charges critiques à long terme des écosystèmes forestiers au Québec varient de 229 à 2213 éq ha-1a-1. La superficie pour laquelle les dépôts acides sont plus grands que les charges critiques couvre 67,2 % (28,9 – 91,3 %) des forêts commerciales productives du Québec. Les principaux points chauds sont les Laurentides et le sud des Appalaches (voir la figure 12).
La deuxième approximation des charges critiques et de leur dépassement est plus fiable que la première en raison de l’estimation plus précise des dépôts atmosphériques en forêt. Ceux-ci représentent en effet le facteur le plus important qui influence les valeurs des charges critiques et de leur dépassement. Le deuxième facteur le plus important est l’évaluation du taux d’altération chimique des sols forestiers. Le prélèvement et l’immobilisation des éléments nutritifs dans la biomasse forestière et le mode de récolte influencent relativement peu les valeurs des charges critiques et de leur dépassement comparativement aux deux premiers facteurs mentionnés.
Cette étude confirme l’importance du dépassement des charges critiques sur une superficie considérable de l’ensemble des forêts commerciales au Québec et l’urgence d’évaluer les effets de cette situation.
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