La Forêt
expérimentale
de Petawawa
Une ressource forestière unique Une ressource forestière unique
Ressources naturelles Canada
Service canadien des forêts
Natural Resources Canada
Canadian Forest Service
Une ressource forestière unique
La Forêt
expérimentale
de Petawawa
© Sa Majesté la Reine du Chef du Canada, 1998 ISBN 0-662-82938-7
Nº de cat. Fo42-234/1-1998F Production : Catherine Carmody Révision : Communications Choquette Conception graphique : Danielle Monette Toutes les photographies proviennent des archives de la Forêt expérimentale de Petawawa.
Also available in English under the title
The Petawawa Research Forest: A Unique Forest Resource.
Imprimé sur du papier alcalin permanent IMPRIMÉ AU CANADA
Imprimé sur du papier recyclé
La Forêt expérimentale de Petawawa (FEP) du Service canadien des forêts (SCF), de Ressources naturelles Canada, recèle un potentiel de recherche presque inégalé ailleurs au Canada. Les connaissances accumulées au fil de plus de 75 ans de recherches forestières y attendent les chercheurs intéressés.
Les diverses communautés forestières de la FEP offrent des sites naturels d’étude de la résilience des écosystèmes et des effets des perturbations et du stress. On dispose de données provenant d’études de la biomasse. La forêt et les lacs et cours d’eau de la FEP abritent d’abondantes populations d’espèces sauvages grandes et petites. Les bassins versants protégés et les bassins des cours d’eau sont des sites idéaux d’études sur la conservation. Les peuplements naturels et aménagés peuvent tous deux permettre de mieux comprendre les valeurs non ligneuses et la dépendance des collectivités locales à l’égard des utilisations traditionnelles de la forêt.
Le présent document ne peut décrire en détail les nom- breuses caractéristiques distinctives de la FEP qui en font un site de recherche unique. Il ne peut que laisser entrevoir les con- tributions de taille que la FEP peut faire à la recherche sur les critères et indicateurs de l’aménagement forestier durable. Il ne peut donner qu’un aperçu du potentiel de recherche qu’elle renferme. Des documents plus détaillés disponibles sur place (historiques documentés du site, des peuplements et des acti- vités sylvicoles, vaste gamme de projets de recherche détaillés et descriptions précises des peuplements et des plantations amé- nagés) sont une mine de renseignements.
Nous préconisons l’utilisation de la FEP par les réseaux de sciences et de technologies du SCF, leurs partenaires scien- tifiques et la communauté de chercheurs en général. Nous encou- rageons et recherchons aussi des partenariats avec l’industrie, des collèges et des universités, des gouvernements et des muni- cipalités, des communautés autochtones et des associations environnementales. Nous négocions actuellement des protocoles d’entente en vue d’instaurer une collaboration dynamique entre la FEP et des partenaires du SCF et de l’extérieur.
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Table des matières
Historique de la Forêt expérimentale de Petawawa 6
Une mine de possibilités de recherche 8
Pratiques d’aménagement forestier 8
Génétique 10
Gestion et écologie des feux de forêt 12
Unité sylvicole Headquarters 14
Domaines de recherche inexploités 14
Autres sites 15
Accès à la Forêt expérimentale de Petawawa 16
Annexes 17
Le milieu forestier 17
La ressource forestière
17
Noms scientifiques des essences mentionnées dans le texte
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La Station d’expériences forestières de Petawawa a été créée en 1918, les autorités militaires ayant demandé à la Direction des forêts du ministère fédéral de l’Intérieur
de protéger et de gérer la forêt de la Réserve militaire de Petawawa. Le gou- vernement y a également vu l’occasion d’entreprendre un programme de recherche et de faire la démonstration de traitements sylvicoles qui feraient progresser les fondements scientifiques de l’aménagement forestier au Canada et à l’étranger.
Au cours de l’été 1918, on établissait un petit camp temporaire sur les rives du lac Corry, à l’extrémité nord de la réserve militaire de Petawawa. On a alors entre- pris le premier inventaire forestier et on a établi la première placette d’échan- tillonnage permanente du
Historique
de la Forêt
expérimentale
de Petawawa
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Canada. C’est ainsi que naissait la Forêt expérimentale de Petawawa (FEP), le plus ancien centre de recherche forestière exploité de façon continue au Canada.
D’une superficie de 10 000 hectares, le territoire consacré à la recherche couvre la partie nord de la réserve militaire de Petawawa en vertu d’un accord officiel avec le propriétaire des lieux, le ministère de la Défense nationale.
Pendant plus de 75 ans, la station, rebaptisée par la suite Institut forestier national de Petawawa (IFNP), a été à l’avant-garde de la recherche forestière au Canada. Elle a été la première à effectuer des études systématiques en sylviculture, en écologie forestière, en pyrologie et en amélioration et en génétique des arbres. Sa contribution à ces domaines a surpassé celle de tout autre centre de recherche du pays. Pendant toute cette période, son domaine forestier a fait l’objet d’activités ininterrompues de surveillance et d’aménagement. Plus de 2 000 parcelles et sites expérimentaux y ont été établis et la station a acquis une réputation internationale à titre de Forêt expérimentale de premier plan du Canada.
La décision prise en 1996 par le gou- vernement du Canada de transférer les programmes de recherche menés à l’IFNP dans d’autres centres du Service cana- dien des forêts (SCF) n’a toutefois pas entraîné la disparition de la Forêt expé- rimentale de Petawawa. L’objectif de cette dernière est de protéger, de con- server et de promouvoir le patrimoine scientifique et historique des lieux.
Les chercheurs des réseaux de sciences et de technologies du SCF et des collaborateurs scienti- fiques et des partenaires d’autres organismes y mènent des recher- ches scientifiques. La FEP a également un objectif éducatif, soit d’offrir des démonstrations sur le terrain des principes et des méthodes d’aménagement forestier aux employés techni- ques et aux membres du public intéressés.
L’objectif de la Forêt
expérimentale de Petawawa est
de protéger, de conserver et de
promouvoir le patrimoine scien-
tifique et historique de la forêt.
Le programme de recherche de la Forêt expérimentale de Petawawa (FEP) remonte à plusieurs décennies et a permis d’accumuler une multitude de données sur les forêts. Les données générales sur la forêt et l’environnement, combi- nées à l’information issue de nombreuses années de recherches sur le terrain, constituent de solides fondements sur lesquels pourront s’appuyer de futurs projets de recherche et initiatives d’amé- nagement forestier.
Au cours des dernières années, les peuple- ments de la FEP ont été le siège d’expériences liées à la biotechnologie et à la génétique des arbres, aux pratiques forestières et à la gestion et à l’écologie des feux de forêt, d’études sur la météorologie forestière et l’amélioration et l’obten- tion de produits forestiers ainsi que d’essais et d’activités de mise au point de nouvelles techno- logies, comme la télédétection numérique. Une grande partie des recherches portaient sur les peu- plements de pins rouges et de pins blancs qui viennent bien dans les riches loams sableux de la région. Les chercheurs y disposent de nom- breuses années de données historiques à partir desquelles ils peuvent établir des tendances et observer la dynamique des peuplements et les relations de croissance périodique pour une vaste gamme de valeurs et de traitements.
Les parties de la forêt qui ne sont pas con- sacrées à la recherche sont régulièrement soumises à des méthodes modernes d’aménagement et d’exploitation. Ainsi, la majeure partie de la forêt est vigoureuse et en santé.
La FEP offre manifestement une mine potentielle de renseignements scientifiques à des fins de recherches rétrospectives et de nouvelles études. Elle recèle de vastes possibilités pour vali- der sur le plan scientifique l’approche canadienne en matière de politique forestière nationale et internationale et d’aménagement forestier durable.
Les sections suivantes examinent les principaux domaines potentiels de recherche de la FEP.
Pratiques
d’aménagement forestier
Au nombre de plus de 400, les placettes d’échantillonage permanentes (PEP) de la FEP continuent d’être une source primordiale d’infor- mation sur la productivité à long terme des ter- rains forestiers. Elles sont disséminées dans les différentes unités de traitement et dans l’Unité sylvicole Headquarters (décrite à la page 14) éta- blie afin de mettre à l’essai et d’offrir des exemples opérationnels concrets de pratiques sylvicoles à rendement élevé. Elles attendent que de nou- veaux chercheurs novateurs s’intéressent à elles pour en tirer d’autres renseignements sur la réac- tion de la forêt aux interventions d’aménagement.
Une mine
de possibilités de recherche
Les débuts du plus ancien programme de recherche en aménagement forestier de l’Amérique du Nord ont été modestes. La plus vieille placette d’échantillonnage permanente (PEP) du Canada est située dans la FEP. Cette dernière ainsi que plusieurs autres ont été établies en 1918 dans un peuplement composé de différentes essences de pin, de feuillus intolérants et d’épinette et ont donné le jour à ce qui constitue probablement aujourd’hui les meilleures archives forestières du pays.
Au cours des premières années, la recherche sylvicole menée dans la FEP portait sur des questions comme l’obtention de la régénération du pin blanc et du pin rouge, la lutte contre le charançon du pin blanc (Pissodes strobi ) par manipulation de l’ombre et l’aménagement des feuillus tolérants sur le principe du rendement soutenu. Les peuplements utilisés dans le cadre de ces initiatives existent encore aujourd’hui, tout comme nombre des premières parcelles de pins où des traitements ont été appliqués.
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Nombre de plantations de la FEP ont été établies sur d’anciennes terres agricoles, tandis que d’autres l’ont été dans des sites naturels préa- lablement scarifiés ou ravagés par le feu. Elles abri- tent une gamme de pins, d’épinettes, de mélèzes, de peupliers, d’aulnes et de saules. La plupart de ces plantations sont encore « non perturbées », même si certaines ont fait l’objet d’éclaircies ou d’autres types d’entretien selon le plan établi d’expérimentation.
Les peuplements naturels de la FEP se sont habituellement établis à la suite de feux de forêt. Ce sont généralement des peuplements purs et mixtes de pins jeunes à matures, des peu- plements d’épinettes et des peuplements de feuil- lus tolérants et intolérants. Les peuplements de
Recherche sur les pratiques d’aménagement forestier
Superficie : > 600 ha
Nombre d’unités de traitement : 37 Nombre de PEP : 400
Essences principales : pins, épinettes, mélèzes, bouleaux, érables et peupliers Types de sol : variant de sables fins à des tills loameux, modérément épais à épais
Accès : principalement en bordure de routes
Disponibilité des données : excellente En cours depuis : les années 20
Pendant les années 30, le programme de sylviculture a été élargi. En plus de mesurer les PEP, on a entrepris des recherches sur l’ensemencement et sur les effets des coupes intermédiaires et de la récolte sur la régénération ainsi que des études liées au milieu forestier, notamment celles portant sur l’écologie forestière, la classification des stations et la succession. La recher- che sur la croissance et le rendement, sur les pratiques sylvicoles destinées à assurer l’amé- nagement et la reproduction du pin et sur la classification des stations a débuté à la fin des années 40. Des études sur l’humidité du sol, la lumière, la température et la nutrition ont été entreprises au cours des années 50. Le programme s’engagea inexorablement dans une nou- velle voie : comprendre les relations entre la station et les processus de croissance et les pratiques d’aménagement forestier.
Le programme de sylviculture a poursuivi ses recherches « traditionnelles » jusqu’aux années 80, décennie pendant laquelle la sylviculture a été intégrée à la recherche sur les feux de forêt, la télédétection, l’aménagement forestier, la lutte contre les ravageurs, la modélisation et l’analyse stratégique des ressources pour former une nouvelle initiative interdisciplinaire — la recherche sur les systèmes d’aménagement forestier. C’est là que la recherche en sylviculture a trouvé sa véritable place dans le contexte plus large de la santé et de la productivité des forêts.
feuillus intolérants sont réservés aux essais sylvi- coles. On peut trouver dans la région de nombreux exemples d’éclaircies par espacement, d’éclaircies commerciales, de coupes intermédiaires et d’autres formes de traitements sylvicoles.
Compte tenu du cadre actuel d’aménage- ment forestier durable, il est particulièrement intéressant de voir la recherche sur les processus menée dans divers endroits, y compris les essais avec des semis effectués dans le quartier de régé- nération du lac Cartier et l’Unité sylvicole Meri- dian Road. Au premier endroit, les travaux ont pour but d’évaluer les conditions régnant dans le sol de surface, la fertilité du sol et la concur- rence exercée par les plantes nuisibles et de mesu- rer le succès des activités de reboisement faisant appel à des essences locales de pin et d’épinette.
Au second endroit, l’objectif est d’établir si des éclaircies commerciales, des coupes progressives et la préparation du terrain favorisent la durabi- lité et la productivité des peuplements de pins blancs et de pins rouges. Ces endroits et d’autres parcelles et dispositifs expérimentaux où des traitements sont en cours et où des données de base ont été compilées sont des sites tout indiqués pour mener de nouvelles études compatibles. Les
blocs de traitement ont généralement 1 à 2 ha afin de faciliter la tenue d’études multidisciplinaires.
Les sols des unités expérimentales varient de sables fins et bien drainés à des tills loameux et mouillés. Ils sont pour la plupart épais (>2 m), quoique le substratum rocheux soit recouvert dans certains endroits d’un sol mince. Compte tenu du grand nombre d’unités expérimentales, il est difficile de décrire brièvement les différentes combinaisons de sols et de types forestiers. En voici deux exemples : les podzols frais constitués de sables loameux issus de tills et sus-jacents au substratum dans les stations à feuillus tolérants et les sables fins, plus secs, bien drainés et légè- rement acides des stations occupées par des pins.
Dans la FEP, la recherche sur les pratiques d’aménagement forestier englobe une vaste gamme de traitements et l’historique bien documenté de ces secteurs expérimentaux est une véritable mine de renseignements. Les chercheurs y trou- veront différentes possibilités : ils pourront notam- ment explorer les effets des pratiques forestières sur la croissance et le développement des peu- plements résineux, feuillus et mixtes de la région forestière Grands Lacs – Saint-Laurent, enrichir les données de base sur la santé, la productivité et la biodiversité des forêts et étudier la résistance aux ravageurs et au gel et les effets de la concur- rence sur les semis issus d’activités d’ensemen- cement direct.
Génétique
Plus de 800 000 arbres ont été plantés dans les parcelles expérimentales, les arboretums et les vergers à graines de la FEP; plus de 30 planta- tions abritent au-delà de 300 parcelles expéri- mentales sur la génétique des arbres. Un large
Une lignée impressionnante de scientifiques et de chercheurs novateurs et avant-gardistes nous ont laissé en héritage un riche éventail de connaissances en génétique.
Certaines plantations d’étude de la génétique des arbres existent depuis les années 20. La recherche vraiment axée sur la génétique n’a toutefois débuté qu’au milieu des années 30 avec un programme destiné à identifier les essences et les hybrides à croissance rapide, résistants au froid ainsi qu’aux insectes et aux maladies et faciles à multiplier à partir de graines ou de boutures.
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Recherche sur l’amélioration et la génétique des arbres
Superficie : 200 ha
Nombre de plantations : 30
Nombre de parcelles expérimentales : 318 Essences principales : pins, épinettes, mélèzes
Types de sol : variant de sables fins à des tills loameux; généralement épais Accès : principalement en bordure de routes
Disponibilité des données : excellente pour les essais plus récents; partielle pour les essais plus anciens
En cours depuis : les années 20
Parcelles expérimentales sur la génétique des arbres par essence
Nombre
Essence de parcelles
Pin gris 58
Pin rouge 25
Pin sylvestre 22
Pin blanc 4
Autres essences et
hybrides de pin 9
Épinette blanche 52
Épicéa commun 41
Épinette noire 15
Épinette rouge 3
Autres essences et
hybrides d’épinette 35
Essences de mélèze 34
Essences de sapin 4
Feuillus — peuplier,
bouleau, érable, aulne 16 d’essais répétés et menés dans l’est du Canada, dans le nord des États-Unis et ailleurs. Il est donc aussi possible d’avoir accès à des sources de données directement reliées.
éventail d’essais et de traitements y sont effectués, notamment des tests répétés de descendance et de provenance, des essais d’hybridation débou- chant sur des sujets améliorés de deuxième et troisième génération ainsi que des plantations d’observation et de démonstration. Il existe des études sur le transfert de graines provenant de diverses origines à des fins de plantation, sur les effets du changement climatique, la croissance initiale et la prévision du rendement ainsi que sur l’amélioration des arbres axée sur l’obtention d’une meilleure croissance et d’une résistance aux insectes et aux maladies. Nombre de ces expé- riences et de ces études s’insèrent dans une série
On a mis l’accent sur les tests de provenances et la recherche sur l’amélioration des pins durs, des épinettes et des mélèzes au cours des années 50, et sur l’amélioration et la génétique des arbres, au cours des années 60. Les études génécologiques ont débuté avec l’apparition de moyens informatiques avancés. Les études sur les semences étaient au cœur des activités d’amélioration des arbres, et le Centre national des semences d’arbres a été créé.
Au cours des années 80, le programme a mis l’accent sur la génétique des populations et la biotechnologie. La génétique moléculaire a été introduite au milieu des années 80. En 1992, on a réorganisé le programme sous l’égide du Centre national de la biodiversité et des res- sources génétiques qui abriterait la plus importante collection au monde d’ADN génomique et de gènes de conifères.
Les 318 plantations expéri- mentales liées à la biodiversité et à la génétique des arbres ont été classées par essence. Les épinettes font l’objet de 46 % des essais, les pins, de 37 %, les mélèzes, de 11 %, les sapins, de 1 %, et les essences feuil- lues, de 5 %. Les principales essences indigènes utilisées dans le cadre de ces expériences sont le pin gris, le pin rouge, l’épinette blanche et l’épi- nette noire. Les principales essences non indigènes étudiées sont l’épicéa commun et différentes espè- ces de mélèze. Le matériel de plantation provenait en grande partie de l’Ontario, mais également d’autres endroits de l’Amérique du Nord et d’outre-mer, principalement d’Europe continen- tale, y compris d’Europe de l’Est et de Scandinavie.
L’hybridation à l’intérieur d’un même genre est une activité dominante de ces expériences.
La plupart des sites expérimentaux sont adjacents à des routes praticables en tout temps qui les rendent facilement accessibles pendant toute la saison de croissance. Les sols sont presque toujours épais et varient de sables fins, dans nom- bre de parcelles expérimentales de pins, à des tills loameux, dans de nombreuses parcelles d’épinettes, de mélèzes et de feuillus. Ces sites sont généra- lement bien protégés et, exception faite des trai- tements prévus, sont relativement non perturbés, même dans les plantations les plus anciennes.
La tenue à jour de fiches généalogiques et la consignation des mesures prises accompagnées de notes documentaires sont des éléments clés des essais génétiques menés dans la FEP; les cher- cheurs peuvent ainsi tirer des conclusions valables sur la performance de matériel dont on connaît la provenance. La majeure partie des données sont stockées dans des fichiers conventionnels qui facilitent l’accès et le transfert de données.
Fruits des activités de recherche en amélio- ration et en génétique des arbres menées dans la FEP, les données et les plantations constituent de précieux outils pour approfondir la recherche sur l’aménagement durable des forêts, sur la con- servation et la gestion de la diversité génétique, sur la santé, la vitalité et la productivité biologique des écosystèmes forestiers et sur une multitude de domaines liés à l’amélioration génétique des arbres.
Gestion et écologie des feux de forêt
Plus d’une centaine de brûlages expérimen- taux ont été effectués dans des stations et des peuplements présentant des conditions variées.
Des essais ont été réalisés dans les types forestiers suivants : peuplements matures et jeunes de pin gris et de peupliers, peuplements mélangés de pins blancs et de pins rouges, peuplements mixtes d’épinette-sapin-peuplier-bouleau et peuplements de chênes rouges. La plupart des essais pour lesquels des données ont été consignées portaient sur le comportement des incendies et le type de combustible. Certains travaux de recherche se sont attachés aux effets du feu sur la régénération du pin gris et sur le drageonnement du peuplier.
D’autres études ont mis l’accent sur la lutte con- tre la végétation concurrente, la manipulation de la couverture morte et la croissance ultérieure des arbres. Certaines des superficies traitées avaient été périodiquement victimes de feux de végéta- tion jusqu’au milieu des années 1800. On dispose de dossiers sur les brûlages dirigés effectués depuis les années 60. Les parcelles expérimentales varient de 1 ha à plus de 20 ha. En règle générale, elles
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Recherche sur la gestion et l’écologie des feux de forêt
Superficie : 100 ha Nombre de parcelles : 11
Nombre de brûlages expérimentaux : 100 Essences principales : pin rouge, pin blanc, peuplier, sapin baumier, chêne rouge
Types de sol : principalement des sables fins et épais; parfois des tills superficiels avec des affleurements rocheux Accès : principalement en bordure de routes
Disponibilité des données : excellente dans le cas des essais plus récents; rap- ports disponibles sur les essais plus anciens
En cours depuis : les années 30
répression et l’écologie des feux de forêt.
C’est ainsi que les chercheurs peuvent exa- miner les efforts déployés par la nature pour faire face aux changements biologiques et phy- siques provoqués par le feu. De plus, ils peuvent étudier les effets du feu sur les divers types de sol, sur la microflore et la microfaune du sol, sur la végétation et sur les couches superficielles du sol, les changements provoqués par des brûlages
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La multitude de données accumulées au cours de six décennies de recherche sur les feux de forêt dans la FEP témoigne des efforts colossaux déployés par certains des meilleurs chercheurs du Canada sur les feux de forêt.
Les activités de répression et de gestion des incendies menées en 1917 dans la FEP sont à l’origine de la recherche sur les feux de forêt. Cette dernière a débuté pendant les années 30 et a accompli des progrès spectaculaires au cours des décennies qui ont suivi. L’attention s’est tournée vers la gestion des incendies par le biais de la recherche sur le comportement des feux de forêt et, ensuite, par le biais des études sur l’écologie des feux. L’une des premières réalisations de la FEP a été la Méthode canadienne de l’indice forêt-météo. La FEP a égale- ment contribué à la Méthode canadienne d’évaluation des dangers d’incendie de forêt qui a été largement adoptée partout au Canada et adaptée dans un certain nombre de pays. À compter des années 80, le programme a été étoffé et englobait la recherche sur les systèmes de gestion des incendies et les systèmes d’aide à la décision, activités menées pour le compte des organismes chargés de la gestion des incendies de forêt.
ont été divisées en sous-parcelles plus petites et comportaient également des parcelles témoins.
Les peuplements de pins gris et les peuple- ments mélangés de pins rouges et de pins blancs occupent des sables fins qui proviennent de sédi- ments deltaïques ou fluviatiles. Les dépôts ont une épaisseur de 10 à 30 m. Les sols sont géné- ralement des podzols humo-ferriques à horizon organique superficiel de 2 à 5 cm et à horizons minéraux peu développés. La parcelle de chênes rouges est la seule présentant des caractéristiques nettement distinctes. Elle est située au sommet d’une crête à affleurement rocheux. Le sol se carac- térise par la présence de tills glaciaires graveleux qui sont minces près des zones d’affleurement et plus épais dans les dépressions de l’assise rocheuse.
Les sites expérimentaux sont adjacents à des routes praticables en tout temps et sont faciles d’accès. De plus, en raison de l’isolement de la FEP, les parcelles sont généralement à l’abri de toute perturbation humaine indue et ont con- servé au fil des ans leur intégrité scientifique. Ce sont des endroits tout indiqués pour étudier les perturbations et le stress, la diversité des écosys- tèmes et des espèces et la conservation des res- sources pédologiques et hydriques.
La FEP offre de multiples possibilités de faire avancer les connaissances sur la gestion et l’écologie des feux de forêt. Depuis des décen- nies, les peuplements qu’elle renferme sont le siège d’essais concernant le comportement, la
multiples et les résultats d’autres activités de brûlage ou de traitements d’aména- gement forestier.
Unité sylvicole Headquarters
D’une superficie de 371 ha, l’Unité sylvicole Headquarters a été établie en 1952 pour servir, à des fins éducatives et visuelles, de site de démons- tration de divers objectifs et méthodes d’aména- gement. Les résultats obtenus sont régulièrement mis à jour. L’unité se compose de 52 peuplements distincts qui, dans bon nombre de cas, ont reçu de multiples traitements. La plupart de ces peu- plements ont fait l’objet d’éclaircies et d’autres ont été soumis à d’autres traitements comme des éclaircies en bandes, la suppression de l’étage dominant, des applications d’herbicide et des brûlages dirigés.
Les peuplements de l’unité sylvicole ont une superficie de 0,5 à 25 ha. Certains s’y sont développés naturellement, tandis que d’autres sont issus d’activités de reboisement. Nombre des peuplements naturels de pins, de mélèzes et de feuillus tolérants sont âgés de 110 à 120 ans et arrivent à maturité; d’autres, surtout des peu- plements mixtes d’épinettes, de sapins et de feuillus sont légèrement plus jeunes, leur âge oscillant entre 80 et 90 ans. On y trouve égale- ment un groupe de 10 plantations de pins rouges d’une soixantaine d’années et un certain nombre de peuplements naturels et de plantations plus jeunes de peupliers, d’épinettes blanches, de sapins et de pins dont l’âge varie entre 30 et 40 ans.
Domaines de recherche inexploités
La FEP couvre 8 500 ha. Une grande par- tie de celle-ci, soit quelque 3 000 ha, n’a jamais été exploitée par les chercheurs. Cette réserve, tou- jours conservée, mais jamais utilisée pour la recher- che, a été entièrement cartographiée et a fait
l’objet d’un inventaire pas plus tard qu’en 1980. Cer- tains secteurs ont principalement été aménagés pour leurs valeurs ligneuses tandis que d’autres ont servi de sites de démonstration. D’autres encore ont été constitués en réserves écologiques permanentes, car ils sont représentatifs de divers sites et types forestiers de la région forestière Grands Lacs – Saint-Laurent. Tous ces secteurs ont une valeur unique et offrent des endroits de choix à de futures recherches, notamment celles à l’appui des critères et des indicateurs de l’amé- nagement forestier durable.
Les premières réserves écologiques ou natu- relles ont été créées en 1948. D’autres réserves ont été constituées périodiquement jusqu’en 1964.
De nos jours, il existe 12 de ces réserves qui ont une superficie d’un peu plus de 107 ha et qui sont représentatives d’une gamme de types fores- tiers et de stations caractéristiques de la région forestière. Elles ont été établies afin de surveiller le comportement de la succession végétale ulté- rieure à des perturbations. Certaines de ces réser- ves ont servi de parcelles témoins dans le cadre de traitements appliqués non loin et de parcelles de surveillance de problèmes causés par des insectes.
La superficie des réserves écologiques varie de 2 à 40 ha. Deux d’entre elles sont des îles au lac Cartier. Tous ces endroits, sauf les îles et un secteur à thuya occidental situé à l’extrémité nord- ouest de la FEP, sont facilement accessibles par route. Les PEP sont situées dans certaines de ces réserves. La fréquence des mesures prises est variable, mais certaines PEP ont fait l’objet d’un suivi étroit tous les dix ans. La nature des sols est variée, allant d’épaisses terres noires maré- cageuses dans le peuplement de thuyas occiden- taux à des sables d’épandage fluvioglaciaire fins, mouillés et épais dans les peuplements mixtes à feuillus intolérants, en passant par des tills gla- ciaires superficiels dans le type à feuillus tolérants et à pin blanc et des tills loameux épais dans les peuplements à pruches et à feuillus tolérants. Les peuplements varient généralement d’équiennes à légèrement inéquiennes et ont 100 ans ou plus.
Certains sujets (pins, feuillus tolérants) pourraient atteindre 200 ans.
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Autres sites
Nombre d’autres essais de moindre enver- gure et/ou d’expériences conjointes ont été effec- tués dans la FEP. Les données et les résultats de recherche qu’ils ont produits pourraient permettre d’entreprendre de nouvelles études et d’en pour- suivre d’autres. Ces sites sont une occasion d’entre- prendre de nouvelles recherches ou de poursuivre des études, de prendre de nouvelles mesures dans les PEP ou dans les placettes d’échantillonnage semi-permanentes ou peuvent servir de « labo- ratoire » de sciences forestières.
Télédétection
À l’aide de la technologie MEIS II, des cher- cheurs ont combiné des images à haute résolution à des photographies aériennes ordinaires et à des vérifications au sol pour établir des descriptions détaillées de près de 600 arbres appartenant à 19 essences. La base de données et les images, alliées à l’accessibilité aux parcelles localisées, offrent d’excellentes possibilités d’enseignement/
apprentissage.
Surveillance de l’état du sol et de la réaction des arbres
Dans le cadre d’une étude entreprise par l’Université Laval, on a surveillé les tendances à long terme de l’état du sol, de la réaction des arbres et de la décomposition de la litière après l’application de traitements sylvicoles intensifs dans une plantation d’épinettes blanches et de pins blancs.
Classification des écosystèmes forestiers
Entre 1987 et 1994, on a établi dans divers types forestiers de la FEP 54 parcelles de classi- fication des écosystèmes forestiers qui étaient représentatives des conditions prévalant habituel- lement en forêt dans la région forestière Grands Lacs – Saint-Laurent. Au nombre des éléments mesurés, mentionnons la couverture arborescente, les communautés végétales et les conditions du sol. Les parcelles sont identifiées et des points d’échantillonnage sont marqués sur le sol.
Sols et physiographie
À la fin des années 30, on a entrepris un échantillonnage et des analyses systématiques des sols de la FEP. Au début des années 50, on a creusé des fosses d’observation dans le sol et on a effec- tué une classification physique dans plus de 200 endroits. Les fosses étaient souvent situées dans des PEP et les données sont faciles à con- sulter à la FEP. Pendant les années 60, on a étudié, cartographié et documenté les formations géolo- giques superficielles, le type de terre et les formes de relief. La documentation sur les sols, les for- mations superficielles et la végétation de la région est remarquablement bien étoffée. On y trouvera un excellent endroit où dispenser une formation de base ou avancée.
Surveillance de la santé des forêts
Le Réseau sur la santé des forêts surveille quatre parcelles à long terme établies dans la FEP.
Deux de celles-ci font partie du Dispositif national d’alerte rapide pour les pluies acides (DNARPA) et on y surveille les changements survenant chez diverses essences d’arbre et espèces végétales ainsi que dans les conditions du sol. Les parcelles sont situées dans différents types forestiers et font l’objet d’une surveillance depuis 1985.
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Que peuvent trouver les chercheurs dans la Forêt expérimentale de Petawawa :
Un site sécuritaire, accessible,permanent et protégé.
Un endroit, un peuplement et des historiques sylvicoles fiables remon- tant à plus de 75 ans. Des bases de données accessibles et bien organisées. Des données physiographiques et pédologiques détaillées. La présence d’une gamme d’essen- ces indigènes et exotiques dans les parcelles expérimentales et les plantations. Des données météorologiques enre- gistrées de façon continue depuis les années 30 selon les normes d’Envi- ronnement Canada.Accès à la Forêt expérimentale de Petawawa
Une vaste gamme d’activités de recherche peuvent être menées dans la FEP. L’aménagiste responsable peut y autoriser une activité, pourvu que cette dernière soit conforme aux objectifs à long terme du peuplement ou du secteur où un traitement est projeté. Les endroits n’ayant pas de valeur comme archive ou sur le plan histo- rique ou ceux où aucun résultat de recherche antérieure ne doit être préservé seront assujettis à de moins nombreuses restrictions.
Les employés de la FEP organisent actuel- lement les données provenant des recherches antérieures et des mesures des PEP pour s’assurer de leur disponibilité et de leur accessibilité. Dans la mesure du possible, les données seront infor- matisées. Il est entendu que les données provenant de nouveaux traitements ou de la manipulation des données existantes appartiendront au cher- cheur, mais qu’elles seront versées dans les archives de données de la FEP.
Les installations offrent certains services sur place, mais en nombre limité. Il est possible d’utiliser les installations, le matériel, les labora- toires, les bureaux et les services de construction/
d’entretien des routes de la FEP et d’obtenir l’aide des employés locaux moyennant certains frais établis sur une base de récupération des coûts.
Les conditions d’un accord régissant une telle utilisation seront négociées avec les employés de la FEP.
Située à quelque 200 km à l’ouest d’Ottawa et à 180 km à l’est de North Bay, la FEP est adja- cente à la route transcanadienne 17. Elle est en grande partie située à l’ouest de cette route. Elle est desservie par un réseau de routes praticables en tout temps qui conduisent même aux extré- mités les plus éloignées de la forêt.
Des services d’hébergement à prix abordable sont offerts dans les villes de Chalk River et de Deep River situées non loin (respectivement à 5 et 16 km à l’ouest). Il est également possible de prendre des arrangements spéciaux avec la base des Forces armées canadiennes de Petawawa située à 25 km plus à l’est. À l’heure actuelle, les employés du SCF peuvent négocier une entente concernant leurs déplacements sur le site et peu- vent avoir accès à un certain nombre de véhicules de l’État. Les collaborateurs n’appartenant pas au SCF devront prendre des arrangements pour assurer leurs déplacements.
Pour obtenir l’autorisation d’entrepren- dre des recherches dans la FEP, il faut s’adresser directement à l’aménagiste responsable de la forêt, dont voici les coordonnées :
Aménagiste responsable de la forêt Forêt expérimentale de Petawawa Service canadien des forêts Ressources naturelles Canada C.P. 200, Chalk River (Ontario) K0J 1J0
Téléphone : (613) 589-2880 Télécopieur : (613) 589-2275 C. élec. : [email protected]
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Climat
Le climat y est continental. Les précipitations annuelles moyennes sont d’environ 800 mm, dont quelque 230 mm sous forme de neige. Janvier y est le mois le plus froid de l’année (température moyenne de – 12,4 °C) et juillet, le plus chaud (température moyenne de 19,1 °C). La tempé- rature annuelle moyenne est de 4,4 °C. La tem- pérature la plus basse jamais enregistrée a été de – 40,6 °C et la plus haute a atteint 38,9 °C. La période sans gel dure au moins une centaine de jours et la saison de croissance est en moyenne de 136 jours. La croissance en diamètre des arbres débute vers le 20 mai et est pratiquement termi- née à la mi-août. Les vents soufflent principale- ment du nord-ouest.
La ressource forestière
La Forêt expérimentale de Petawawa (FEP) est située dans la section L.4c (centre de l’Outaouais)
Le milieu forestier Géologie et sols
Sur le plan géologique, la Forêt expérimentale de Petawawa occupe l’extrémité sud du bouclier précambrien. Le substratum se compose de gra- nites et de gneiss dont certains datent de plus d’un milliard d’années. Les glaciations et l’épan- dage fluvioglaciaire en ont fortement modelé le relief.
On y rencontre trois types principaux de terrain. Vers l’est, près de la rivière des Outaouais, se trouvent de vastes plaines sableuses, surtout d’origine deltaïque. Vers l’ouest, se dressent des collines imposantes à sols sableux superficiels et de nombreux affleurements rocheux. Le reste de la région se compose de collines onduleuses à sables loameux modérément épais renfermant de nombreux blocs rocheux, souvent de taille considérable. L’élévation varie de 140 à plus de 280 m au-dessus du niveau de la mer.
Les matériaux d’épandage fluvioglaciaire sont habituellement sableux, surtout des sables alluviaux d’origine variée et des tills de fond et délavés dont la texture varie du loam sableux fin au sable loameux. Dans de nombreux endroits, la surface est recouverte d’une mince couche de sable ou de limon d’origine éolienne, parsemée de dépôts lacustres et alluviaux de limon et d’argile près des lacs et des cours d’eau. On y rencontre des marécages et des tourbières oligotrophes à sol organique, dont la nature et la composition floristique dépendent du sous-sol (till ou maté- riaux d’épandage fluvioglaciaire) et de la présence ou de l’absence d’eau courante. Les sols sont des podzols ou de nature podzolique. Le substratum rocheux ou des tills glaciaires occupent près de 85 % de la région, des sables éoliens ou mouvants, quelque 10 %, et la tourbe et des sols organi- ques (terre noire), le reste de la région.
Sommaire des types forestiers*
Type Superficie (ha)
Pin 395
Épinette 319
Peuplier – bouleau – épinette 631 Peuplier – bouleau – pin 1 618 Pin – peuplier – bouleau 1 338
Pin – chêne 1 103
Thuya – frêne – épinette 202 Autres peuplements mixtes 334
Érable – bouleau 131
Chêne 1 083
Peuplier 419
Bouleau 493
Autres peuplements feuillus 35
Total 8 101
* Données de 1979
de la région forestière Grands Lacs – Saint-Laurent. Jusqu’en 1840, elle se composait de magnifiques peuplements de pins rouges et de pins blancs. Cependant, au cours des trente années qui ont suivi, la demande d’équarri carré de pin et de mâts de bateau sur le marché britannique a provoqué un écrémage intensif qui a entraîné l’extraction des meilleurs sujets. Dès 1870, presque toutes les pinèdes présentes à l’origine avaient été exploitées. Au tournant du siècle, tous les autres peuplements de pins accessibles avaient été coupés. Nombre des peuplements actuels dominés par le pin se sont établis à la suite d’incendies survenus à la fin des années 1800 dans les parterres de coupe à blanc. D’autres secteurs de la forêt sont d’anciennes terres agricoles abandonnées qui se sont régé- nérées naturellement ou qui ont été reboisées.
La FEP est dominée par des peuplements mixtes matures à pin blanc, pin rouge, peuplier faux-tremble et bouleau à papier. Le chêne rouge domine nombre de sols secs et pauvres, surtout les hauts de pente et les sommets de collines rocheux, tandis que le pin gris forme des peuple- ments presque purs en terrain plat sableux et sec.
La composition actuelle des essences est la sui- vante : pin blanc, 32 %; peuplier faux-tremble, 23 %; pin rouge, 15 %; chêne, 11 %; érable, 5 %; épinette blanche, 5 %; bouleau à papier, 4 %, autres résineux, 4 %; et autres feuillus, 1 %.
Environ 85 % de la superficie est boisée.
Des étendues d’eau couvrent un peu plus de 8 % du territoire tandis que des terrains non fores- tiers occupent les 6 % qui restent. Quelque 17 % de la superficie boisée est de tous âges, tandis que 69 % a plus de 95 ans et est considérée comme mature. Le matériel sur pied total de la forêt est de 1,5 million de mètres cubes et on estime que l’accroissement moyen annuel de tous les types forestiers varie de 2,1 à 2,8 m3/ha. Des taux de croissance atteignant jusqu’à 7 m3/ha ont été observés dans certains peuplements de pins de densité relative adéquate et des valeurs maximales de 10,5 m3/ha ont été mesurées dans certaines placettes d’échantillonnage.
La Forêt expérimentale compte au total quelque 610 ha de plantations. La première plan- tation a été établie en 1922 et était constituée de 24 ha où avaient été principalement plantés des épinettes blanches et des pins rouges. Pen- dant les années 30, 300 ha de plus ont été plantés.
Pendant cette période, plus de 60 % des plan- tations étaient composées de pins rouges, 20 %, d’un mélange de pins rouges, de pins blancs et d’épinettes blanches, 8 %, d’épinettes blanches et 10 %, de pins blancs. À compter des années 50, le Projet d’amélioration génétique des arbres a entraîné la plantation d’arbres à grande échelle.
En 1962, on a commencé à planter environ 4 ha par année afin d’établir des plantations d’âges variés en vue de futures recherches sylvicoles.
Noms scientifiques
des essences mentionnées dans le texte
Essences d’aulne (Alnus spp.) Essences de frêne (Fraxinus spp.) Sapin baumier (Abies balsamea) Épinette noire (Picea mariana) Thuya occidental (Thuja occidentalis) Pin blanc (Pinus strobus)
Pruche du Canada (Tsuga canadensis) Pin gris (Pinus banksiana)
Essences de mélèze (Larix spp.) Essences de peuplier (Populus spp.) Épicéa commun (Picea abies) Épinette rouge (Picea rubens) Chêne rouge (Quercus rubra) Pin rouge (Pinus resinosa) Érable rouge (Acer rubrum) Pin sylvestre (Pinus sylvestris) Peuplier faux-tremble
(Populus tremuloides)
Bouleau à papier (Betula papyrifera) Épinette blanche (Picea glauca) Essences de saule (Salix spp.)
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L é g e n d e s d e s p h o t o s
Couverture : Parcelles expérimentales (génétique des arbres).
Page titre : Voir page 10.
Page 4. Détail de la photo de la page 20.
Page 6 (de haut en bas). Deuxième Conférence sur les forêts de l’Empire britannique qui s’est tenue à la FEP en 1923. Pins blancs jumelés, exemples des grands arbres anciens qu’on voyait à la FEP quand elle a été établie. Camp temporaire du lac Corry, 1918.
Page 7. Placette d’échantillonnage per- manente no1 en 1950. Le peuplement avait alors 72 ans.
Page 9. Numérotage des arbres dans une placette d’échantillonnage per- manente, en 1919.
Page 10. Arboretum d’amélioration géné- tique comprenant surtout des essences exotiques.
Page 13. Feu de cime expérimental dans une plantation de pins rouges.
Page 16. Entrée principale de la FEP sur la route transcanadienne (17).
Pages 19 et 20. Peuplement mélangé de pins rouges et de pins blancs.
N
Lac Huron
Parc Algonquin
Lac Ontario
Lac Érié
TORONTO
BUFFALO
SYRACUSE
ALBANY MONTRÉAL OTTAWA
PEMBROKE
HUNTSVILLE NORTH BAY
ROCHESTER RENFREW
NAPANEE
BROCKVILLE
NIAGARA FALLS
ONTARIO
QUÉBEC
NEW YORK
FEP
401 41
87
90 81
29 11
400
QEW
15 60 17
17
417
