Québec E::
Note de recherche forestière no 44
Étude d e la mortalité initiale d e la régénération préétablie de sapin et d'épinette noire après une coupe avec protection de la régénération
~ean-claude RUEL', René DOUCET' et Jocelyn ~ o i c w ~
Résumé
Ce rapport preçente les premiers rbsultats d'une étude sur les paramétres affectant la niortalité de la régénération pré- etabiie après une coupe avec abattage direcrionnel et sentiers de débusquage espacés La mortalité durant la première année a atteint 24,2 p. 100 pour le sapin et 19,7 p 100 poiir 1'8prnette noire Cette mortalité a surtout été dépen- dante de la hauteur des tiges de leur proportion de cilne vivante ainsi que de I'iinponance des blessures causées par l explottation Dans le cas du sapin toutefois. l'effet de la proportion de cime vivante n'était évident que pour les tiges de plus de 1 m alors qu'un effet de la croissance en hauteur avant la coupe et de l'inclinaison des tiges était aussi délecté Les petites tiges de rnauvarse qualité ont ainsi connu une mortalité çup8rieure A 50 p. 100 alors qu'elle est demeurée inférieure A 10 p. 100 pour les tiges de plus de I m de bonne qualit@, la qualité tenant compte de la proportion d e cime verte, de l'état de la pousse terminale, de I'incli- riaison de la tige et de l'abondance des blessures
Abstracf
This report presents frrst-year resuNs of a study whose oblect~ve is to relate the characteristrcs o f coniferous advance growth te sumival afrer carelut logging in Québec 's boreal forest Mortalriy reached 24,2 % lar balsam frr and 19,7 % for btack spruce Frrst-year mortaliry was related to
herght, logging damage and Iive crown rario. However, the effect ol /ive crown ratrri was not clear for balsam tir stems below 1
m
Balsam Ir; survival was also affecteci by stem rnclrnabon and heighr growth before logging. Srnall, poor quality stems suffered losses of over 50 % while, lor gooc!quality stems over 1 m, mortalrty rernained below 10 %. The definition of qualify took rnto accouut tlie presetice ol a leader, the /ive crown ratro, the importance o f logg~rlg damage and the rnclinatton of the stem
1 Ingénieur forestier, Ph.D., chargé de recherche en sylvtculture des forêts naturelles 2 Ingénieur forestier, Ph.D., responsable de la Division de recherche et développement
en sylviculture des forets naturelies
a
3 Ingénieur forestier, charge de recherche en sylviculture des forêts naturelles,Directiori de la recherche -i ~ l & l j t ioiie ( 4 1 8) 6 ~ : 3 - i 9 9 1
2700, rue Einstein T,?L?x Qlj1-31589 STj3CS Oi3r:
SAINTE-;O? (ClliOt:~:! f i 1 T' 3',.b18 Cariac:a Te;ccc8p:ci:! ;4 18) G-13 Y 1 t;:;
Introduction
L'établissement d'une régén6ration en quantité suffisante constitue une condition essentielle au renouvellement des peuplements. Au Québec, les peuplements récoltés dispo- sent habituellement d b u n abondante régbnération prééta- blie (RUEL 1989) et sa protection au moment de la récolte constitue une approche peu coûteuse pour s'assurer d'un niveau suffisant de rég8nération L'efficacité de cette ap- proche repose toutefois sur la capacite de réaction de cette régénération à I'enlévernent du couvert (Frncuson 1984) Cette capacité a fait l'objet de nombreuses discussions (MCCAUGIIEY et SCHMIDT 1982), particuliéremerit dans le cas des marcottes qui constituent i'essenrtel de Fa régénération préétablie des peuplements d'épinette noire (BCILY et DOUCE:, 7991, RUCL, 1989) Parmi les variables utiiis8es pour prédire la réaction de la régéneration prbétablie, on retrouve les suivantes (MCCAUGIIEY et SCHL:'DT 1982. FERGUSON et ADAL~S 1980, H n ~ c k r ~ s f 964)
hauteur
i croissance en hauteur avant la coupe proportion de cime vivante
3 rn et elle doit être exempte de blessures (QZEZEC 1989 et 1990) tacapaclt6 de reaction decette régénération, ou celle de tiges ne rbpondant pas à ces critéres, demeure toulefois a vt5rifier.
Le présent rapport traite des premrers résultats d'une Btude visant à cerner tes caraciéristiques affectant la survie et le dbveloppernent de la régénération pre6tablie larssée s u r les parterres de coupe Les deux espéces étudiées sont le sapin baumier [Ables ba/samea (L.) Mill ] et l'épinette noire [P~cea
rnariana (Mill ) B S P ]
Méthodologie
L'étude comporte tiois secteurs d e coupe regeneres en épiriette noire et trois en sapin Les secteurs dorninés par l'épinette noire se répartissent ainsi. deux au Lac-Sain-Jean (UnitBs de gestion 23 et 24) et un sur la Côte-Norci (Unité de gestion 93) Les secteurs de sapin se retrouvent au Lac- Saint-Jean (Unité de gestion 24j, sur la Cbte-Nord (Unité de gestion 933 et en Gaspésie (Unit& de gestion 14) A I'excep- tion du dernier secteur qui se situe dans la région écologtq~ie 8b, l'étude se déroule dans la région 1 l a ( T ~ i e n u . ~ et H c r r t 1985). Les caractéristiques des différents secteurs sont pre- sentées au tableau 1
O Bvolution de la croissance en hauteur au cours des
années precédant la coupe Un échantillonnage systéinatique stratifie en fonction de quatre classes de hauteur et de crnq classes préliminaires Québec, la définition d une tige acceptable en rggb. de qualité a été réalise en s'assurant d une repartition égaie nération naturelle a évolué au cours des dernikres entre les différentes classes Les cIass@s préIrniinaires de Ainsi, en 1988. une tige devait avoir une hauteur comprise q u a l i t @ ~ o n t pr&s@nt@es figure 1 Des virées perinanentes eritre 5 cm et 3 m, étre saine et de bonne qualité (QVcGEC O n t etablies en diagonale avec les sentiers de dbbus- 1988) Depuis 1989, sa hauteur do12 se situer entre 1 cm et quage, avec des PoiniS d'échafitillonnage tous les 15 in
Tableau 1 : Caractéristiques des stations par espèce et unité de gestion
Epinette noire Sapin
Dépôt Till Till Till Till Ti11 Till
lauren- lauren- lauren- calcaire lau:e:i- lauren-
tidten tidien tidien tidieri tidien
Drainage* imparfart rnauvars modéré rmparfait tres iriiparfait
rnauvais
Texture sable sable sable loam loam ioain
loameux loameux loarneux sableux sableux
Pente 0-1 0 % 0-10 % 0-5 % 0-5 % 0-20 "/O 10-20 %
Profondeur de
la nappe -
phréatique (cm) Épaisseur du
depbt (cm) > 55 > 50 > 55 > 50 65 > 90
* Selon la Commission Canadienne de pédologie (1978)
A luinterieur d'un rayon de 5 m autour de chaque point, des tiges ont kt& sélectionnées jusqu'h concurrence de 6, sans retenir deux tiges de m&ma hauteur et qualitb. L'échantillon- nage s'est poursuivi jusqu'il l'obtention de 42 tiges par combinaison, pour un total de 240 tiges. Celles-ci ont été identifiées en permanence sur te terrain Dans un des secteurs, la difficulté de trouver des tiges de certaines classes parliculiéres nous a amenés B cesser I'Bchantillon- nage sans que cet objectif ne soit atteint.
Une première mesure réalisee dans les premiers mois aprhs la coupe a permis de noter pour chaque tige les caractéris- tiques suivantes :
hauteur
longueur de cime verte
croissance en hauteur des trois derniéreç années m diametre de la base de la cime
O distance horizontale separant le pied de la trge de la projection du sommet de I'arb~e
a distance horizontale entre le pied de la tige et le point de redressement pour les arbres courb6s
hauteur du point de redressement
a dimensions et localisation des blessures au tronc
i importance des blessures aux branches indice de blessures aux racines
a
êtat de la fleche terminale.Un inventaire a ét6 refait A la fin de la saison de croissance suivante afin d'évaluer la mortalite initiare
Les variables suivantes ont ensuite été utilisées dans une régression logistique par étape (LEGENDRE et LEGENDRE 1984) afin de séieclionner celles qui expliquent le mieux la mortal!t4 inrtiale pour chacun des secteurs
-
hauteurlongueur de cime verte
-
proportion de cime verte =longueur de l'arbre
-
croissance en hauteur de I'annbe courante-
taux relatif croissance courante de croissance en hauteur =croissance de I'annee précbdente
distance horizontale séparant le pied du sommet
- inclinaison =
hauteur
-
hauteur du point de redressement pour I'Bpinette noire-
distance horizontale entre le piedet le point de redressement pour l'épinette noire.
Quatre indices décrivant l'importance des blessures ont aussi été examinbs. Pour les deux premiers, on comptle d'abord une estimation de la proportion de la circonférence affectée par la blessure
où La = largeur de la blessure
et D = diamétre de la tige au niveau de la blessure.
Le premier indice fait la somme de la plus haute valeur de chacun cies quatre cbtés d e la tige alors que le second correspond 8 la valeur maximale calculée pour une blessure sur une tige donnee
Le troisième et le quatrième indices tentent de tenrr compte du p@rirn&tre de la blessure en accordant un poids plus important 8 sa largeur Ils ont été proposés B l'origine pour decrire l'importance des chancres (L BUIS, çomm pers ).
La valeur suivante est d'abord calculée
oh Lo = longueur de la blessure.
Le trois18me indice fait ensuite la somme de la plus haute valeur par c8tB de la tige alors que le quatriéme ne retient que la plus haute valeur pour l'ensernbie de la tige
Les coefficients de corrélation de Spearrnan (LEGENDRE et LEGENDRE 1984) entre la survie et ces variables ont Bgalernent BtB examinés. A partir de ces deux analyses, des corn- pilations ont 4t.é effectuees pour cerner l'effet des variables retenues par la régression, ou encore présentant de bons coefficients de corrélation
La rnortalit8 moyenne a atteint 24,2 % pour le sapin et 19,7 %
pour I'Bpinette noire Elfe se concentre principalement chez les petites tiges de mauvaise qualitb (figures 2 et 3) Elle atteint ainsi 56 % pour l'épinette noire et 65 % pour le sapin chez les liges de moins de 30 cm de hauteur appartenant A la classe de qualité 5 alors qu'elle demeure, pour les deux espéces, inférieure B 10 % pour les tiges de plus de 1 m appartenant aux trois premiéres Classes de quailtb
La hauteur est le paramètre qui a ét4 retenu le plus souvent par les r4gressions logistiques pour les six secteurs d'étude (tabteaux 2 et 3). La rég4nération installée en sous-62age posséde unfeuillaged'ombre et présentesouvent uneforme etalfie qui maximise la surface réceptrice d'énergie lumi- neuse ~ U C K E R et al. 7987). Aprhs la disparition du couvert,
Dans tous les secteurs, on remarque aussi une relation entre le taux de survie et l'un ou l'autre des quatre indices décrivant l'importance des bressures (tableaux 2 et 3). Bien que le troisième indice, qui tient compte du p&rim&tre de !a plus grosse blessure sur chaque face du tronc, ait BtB retenu le plus souvent par les rbgressions, les autres indices prbçen- teni des corrélations comparables et sont fortement corr4t4s h celui-ci. Puisque le second indice exige l'estimation d'un nombre r4duit da parambtras, II pourrait reprbsenter un choix intéressant. Pour le sapin el I'Bpinette noire, la mortalité &air particuliPrernsni importante lorsqu'une blessure couvrait plus de 25 % de la circonfhrence de la tige B ce niveau (figure 4 et 5). Ceci démontre l'importance de minimiser les bles- sures lors de l'exploitation.
Dans la rnoitib des secteurs, la r6grsssion logistique a retenu la proportion de cime vivante et les coefficients de corr6- lation entre celle-ci et la survie de la régbnération etaient tous significatifs (tableaux 2 et 3). Plusieurs auteurs ont aussl observe que cette variable Btait un bon indice de la capacitb de réaction de la régén6ration prédtablie (MCCAUGH€Y et SCHMIDT, 1982, SEIDEL 1980). SEIDEC (1 980) recommande meme, pour le sapin grandissirne [Abies grandis (Dougl.) Lindl.] de ne pas tenir compte des indrvidus ne possédant pas 50 % de cime vivante Dans notre Btude, la mortalite a Bté élevée chez les tiges dont ta proportion de cime vivante était de moins de 33 % (figures 6 et 7), particuliérement dans le cas de I'epinette noire et des tiges de sapin dont la hauteur depasse 1 m.
L'effet sur les petites tiges de sapin es2 toutefois molns net.
Cette variable reflet0 possiblement le degr6 d'oppression de la lige avant la coupe (SEIDEL 1980).
Dans le cas du sapin, on a aussi constate une relation entre la survie et la croissance en hauteur de I'annbe de la coupe (tableau 3). Plusieurs auteurs ont aussi observé une relation entre la croissance en hauteur au cours des années précé- dant la coupe et la rbaction du semis (Mcc~uon~u et SCHMIDT 1982, FERGUSON et ADAMS 1980, SEIDEL 1980, CROSSLEY 1976, HATCHER 1960) Selon FERGWSON et ADAMS (1980), cenevariable refléterait aussi le degrtS d'oppression avant la coupe. On constate ainsi qu'en générai, les tiges ayant uns croissance supérieure B 50 mm ont mieux survécu (figure 8). La relation est toutefois moins nette que dans les cas pr4c6dents.
L'inclinaloon des tlges a aussi eu un Impact sur la survie du sapin (tableau 3), Celles dont l'inclinaison esi inferieure A 20 % ont ainsi mieux survécu (figure 9). Chez cette espbce, I'inclinaison des tiges retiète probablement un dommage cause par I'exploRation, en particulier au nheau des racines.
Dans le cas de l'épinette noire, l'inclinaison des jeunes tiges pouvait aussi d6couIer de l'origine par marcottage, ce qui n'affecterait pas nécessairement leur survie. Les mesures de courbure de la tige (distance et hauteur du point de redres- sement) n'ont pas Bté retenues dans les r4gressions établies pour I'bplnette noire, soit parce que la forme des marcottes n'influençait pas de façon marque0 la survie des tiges ou, encore, qu'elle Btait mal decrite par les variables utilisées.
Ces r&sultats fournissent certaines indications quant aux variables affectant la survie iniliale de la régénération pr&ta- blie laissée sur le parterre de coupe. La survie a &ité marns bonne chez les petites tiges et elle a été réduite par les blessures d'exploitation. Les &pinettes noires el les sapins de plus de 1
rn
fortement opprimés ont aussi connu une mortalité plus élevée. L'excellente survie initiale des tiges de hauteur supérieure B 3 m est aussi b noter.II faudra toutefois attendre des résultats à plus long terme avant de conclure. En effet, les résultats disponibles ne touchent que la mortalité durant la prernibre annbe Celle des prochaines années pourrait &tre d'une autre nature Remerciements
Les auteurs tiennent remercier MM. Gilles Rhbaurne et Bruno Canuel qui ont participe & la supervision des travaux La participalion des unités de gestion intéreçs6es ainsi que des compagnies Price, Stone-Consolidated et GaspBsia m4tits aussi d'&Ire soulign6e, pursque ces organismes ont fourni le personnel qui a r4atrsé l'inventaire de terrain. Enfin l'indice de gravite des blessures faisant intervenrr le périmé- tre de la blessure a été conçu par Gilles D6saulniers et Louis Btais. Les conseils de ce dernier pour l'analyse statistique ont aussi 4î& appréciés.
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