Mises à jour de l’automne 2023 : Stratégies sylvicoles de la résilience climatique
Dernière mise à jour : 16 oct.
Alors que la saison de terrain de l’été 2023 se terminait, la communauté de Silva21 s’est réunie pour une autre série de réunions de mise à jour pour se tenir au courant des mises à jour du projet, des derniers résultats et poser des questions brûlantes!
Cette fois-ci, nos réunions étaient divisées en quatre thèmes :
Stratégies sylvicoles pour la résilience climatique
Perturbation et adaptation axée sur la résistance
Technologies novatrices et adaptation axée sur les données
Engagement, collaboration et politiques communautaires
Les PHQ ont été divisés en différents thèmes pour faire le point sur leurs projets, partager les résultats actuels, discuter des implications pour la sylviculture adaptative et poser des questions à la communauté Silva21. Dans chaque thème, un membre du gouvernement ou de l’industrie a également présenté une mise à jour, discuté des répercussions et posé des questions à la collectivité.
Le mardi 10 octobre, la communauté de Silva21 a discuté des stratégies sylvicoles pour la résilience climatique, en écoutant sept projets de recherche et un partenaire du ministère des Richesses naturelles et des Forêts de l’Ontario. Cliquez sur le titre et le nom de la recherche ci-dessous pour lire leur mise à jour.
Fine-scale structural characterization of non-stand replacing (NSR) disturbances using bitemporal aerial laser scanning (ALS) data- Tommaso Trotto, PhD candidate, UBC
Les perturbations naturelles ont un impact significatif sur la structure des forêts à différentes échelles spatiales et temporelles. Les forêts peuvent subir des changements brusques causés par des perturbations qui remplacent les peuplements, comme des feux de forêt, ou par des modifications plus subtiles et généralisées attribuables à des perturbations non-remplacent ("nonstand replacing disturbance"; NSR). Les perturbations du NSR, comme les défoliations d’insectes modérées, peuvent influer sur divers aspects de la structure de la forêt, y compris la hauteur de la cime, la forme et le couvert, la disposition spatiale des parcelles d’arbres et la dynamique de croissance. La réponse complexe de la structure forestière aux perturbations des NSR pose des défis pour l’élaboration d’approches qui peuvent saisir avec précision les changements temporels et spatiaux pour une gestion forestière éclairée. Cependant, l’application d’outils de télédétection active, tels que le scanner laser aérien (SLA), peut offrir des informations précieuses sur les changements structurels des forêts résultant de perturbations NSR lorsque des acquisitions répétées sont disponibles.
Cette étude vise à étudier les changements structurels forestiers à une échelle fine à l’aide d’un ensemble de données bitemporelles SLA acquises dans la partie sud de la région du Lac St-Jean, Québec, Canada en 2014 et 2020. La détection des changements sur les données SLAa été réalisée via une approche de différenciation matricielle, largement adoptée pour les tâches de détection des changements en raison de sa robustesse dans la gestion des incohérences d’acquisition de données, telles que la variation des spécifications du système SLA. Cette approche consiste à régulariser l’information ALS tridimensionnelle sur une grille bidimensionnelle.
La différenciation matricielle a été effectuée sur un ensemble de 14 mesures non corrélées dérivées de l’ALS, qui ont été rastérisées à 10 m pour les acquisitions SLA et soustraites dans le temps (t2 – t1, mesures delta ci-après). La sélection métrique comprenait des mesures de la hauteur, de la couverture végétale, des mesures d’interception de la lumière (p. ex., indice de surface foliaire) et des mesures de la forme dérivées de la composition propre de la matrice de covariance. Pour identifier les régions de pixels présentant des schémas de réponse similaires aux perturbations du NSR (c.-à-d. les régions écologiques), une approche de regroupement en deux étapes a été appliquée aux mesures delta. Cette approche a impliqué un pass initial de kmeans, suivi d’un clustering aggloméré multivarié, ayant pour résultat l’identification de 8 régions écologiques. Les grappes ont été évaluées en termes d’impact écologique sur la décoloration de la couronne, la défoliation et les lacunes grâce à la photointerprétation de 2 images aériennes en 2012 et 2020. Enfin, un modèle de forêt aléatoire a été adapté aux mesures delta pour identifier les meilleurs attributs structurels dérivés de la SLA lors de la séparation des clusters, que nous avons jugés sensibles à la détection des perturbations NSR.
Nous avons observé une augmentation des niveaux de décoloration et de défoliation à mesure que la gravité des perturbations augmentait, ce qui était associé à une diminution des percentiles de hauteur inférieure, du couvert forestier et de l’indice foliaire. Les mesures de la composition propre ont également montré une réponse cohérente à mesure que la gravité des perturbations augmentait, avec une plus grande dispersion de la variance verticale à des niveaux de gravité des perturbations modérés, ce qui indique peut-être une plus grande complexité structurelle verticale du peuplement. En conclusion, nous avons détecté l’occurrence de perturbations NSR sur la base des mesures delta avec une précision globale de 67,5% dans la région.
Cette étude a révélé l’importance de prendre en compte les mesures de couverture et de hauteur pour la détection des perturbations NSR dans la région, dérivées du modèle Random Forest. De plus, il a servi de base à la détection et à la caractérisation des perturbations des RSN dans un contexte de forêt boréale, en tirant parti de la disponibilité des données bitemporelles de la SLA. Cette recherche visait à appuyer l’utilisation de mesures structurelles dérivées d’ALSpour la détection, la caractérisation et les implications des perturbations des RSN sur la structure forestière pour la gestion écosystémique.
Tommaso Trotto
PhD Candidate
University of British Columbia
Supervisor: Nicholas Coops
Can thinning mitigate the impact of natural disturbance? - Catherine Chagnon, RA, Laval
L’éclaircie est l’un des traitements sylvicoles les plus utilisés dans le monde. En réduisant la densité globale du peuplement, l’éclaircie induit une redistribution des ressources du site entre les arbres résiduels. Ce faisant, il représente une occasion d’augmenter la croissance des arbres résiduels, ce qui conduit généralement à des peuplements plus résilients et résistants aux perturbations naturelles. À la suite de travaux antérieurs de Moreau et al. 2022 qui résumaient la littérature récente sur l’influence de l’amincissement sur la réponse des peuplements aux facteurs de stress environnementaux, nous visons à quantifier l’impact de l’amincissement de la réponse forestière (décrit par la survie, la croissance et la résistance des peuplements) à la suite d’incendies, de sécheresses, de tempêtes de vent et d’éclosions d’insectes et de pathogènes au moyen d’une méta-analyse. Nous évaluerons également l’effet de l’intensité de l’éclaircissage, le type de traitement et le nombre de traitements sur la réponse forestière. Ce faisant, nous cherchons à identifier les situations dans lesquelles l’amincissement est utilisé comme un outil efficace pour atténuer les risques et les dommages aux perturbations, et à identifier la meilleure façon de mettre en œuvre le traitement. À ce jour, nous avons examiné 1022 articles identifiés comme source potentielle de données à partir de nos requêtes de recherche et identifié 43 articles à utiliser dans notre méta-analyse. Nous en avons extrait 186 études de cas et nous serons bientôt prêts à commencer l’analyse des données.
Catherine Chagnon
Research Associate
Université Laval
Supervisor: Alexis Achim
Tree growth response to current climate change in Ontario - Emmanuelle Baby-Bouchard, RA, ULaval
Ce projet vise à comprendre la dynamique de croissance de la forêt boréale de l’Ontario face aux changements climatiques. Avec le réchauffement important que nous avons connu au cours des dernières décennies, différentes tendances de croissance de l’épinette noire ont été observées dans tout le pays. Ces variations semblent expliquer les différents régimes de précipitations, car des précipitations plus importantes favorisent une croissance accrue dans l’Est et des précipitations plus faibles sont associées à des baisses de croissance dans l’Ouest. Cependant, des travaux récents suggèrent que l’effet bénéfique du réchauffement sur la croissance de l’épinette noire observée dans l’Est du Canada est transitoire, et un réchauffement supplémentaire est susceptible d’entraîner rapidement une limitation de l’eau et de diminuer la croissance de l’épinette noire dans tout le pays. Comme nous le savons tous, la réaction de l’épinette noire au climat a fait l’objet de nombreuses études, mais qu’en est-il des espèces concomitantes?
J’utiliserai un grand ensemble de données de carottes d’arbres obtenues du Programme ontarien de croissance et de rendement que je mesurerai et daterai. Les carottes proviennent de parcelles de peuplements non gérés de composition différente situées dans toute la province et nous avons 8 espèces différentes. Sur les 2700 carottes que nous avons reçues, environ 500 ont été mesurées jusqu’à présent. En utilisant la chronologie des incréments de surface basale, je vais essayer d’évaluer quelles espèces réagissent positivement au changement climatique actuel. Savoir quelles espèces seront favorisées par le changement climatique permettra aux forestiers de prendre des décisions plus éclairées pour une gestion forestière durable et adaptée aux différents scénarios climatiques.
Emmanuelle Baby-Bouchard
Research Associate
Université Laval
Supervisor: Alexis Achim
emmanuelle.baby-bouchard.1@ulaval.ca
Climate sensitivity mortality modeling of Québec Tree Species - Christina Howard, PhD student, UBC
L’objectif principal du projet de Christina est de contribuer à un modèle de croissance sensible au climat pour les espèces d’arbres du Québec. Plus précisément, elle se concentre sur la modélisation des taux de mortalité de ces espèces.
Actuellement, elle met au point des modèles de mortalité candidats pour chaque espèce, ce qui comprend la modification ou l’ajout de transformations de certaines variables au niveau de la parcelle. Elle ajuste également des modèles en fonction de la disponibilité de nouvelles données d’échantillonnage permanentes. Il a également fallu mettre à jour les données sur les perturbations, y compris les données sur les insectes, les incendies, la glace et les vents.
L’évaluation de toute stratégie de gestion forestière exige des prévisions fiables de la croissance des arbres qui tiennent compte du climat. Par conséquent, en termes d’implications pour la sylviculture adaptative, la recherche de Christina sera importante pour évaluer différentes stratégies de gestion à l’avenir, ainsi que pour évaluer différentes stratégies d’atténuation des changements climatiques dans le secteur forestier.
Christina Howard
PhD candidate
University of British Columbia
Supervisor: Bianca Eskelson
christina.howard@alumni.ubc.ca
Integrations of climate drivers into tree-list growth modeling in the Acadian forest region - Jamie Ring, MSc student, UBC
Pour soutenir la modélisation de la croissance et du rendement sensibles au climat dans la région de la forêt acadienne, une évaluation de deux modèles de croissance et de rendement existants élaborés pour la région de la forêt acadienne est en cours d’évaluation, à l’aide des données de la Permanent Sample Plot (PSP) de la Nouvelle-Écosse. Les résultats de cette évaluation serviront ensuite à déterminer quelles composantes du modèle sont prioritaires (incrément de diamètre, incrément de hauteur, mortalité, ingrowth) pour intégrer la sensibilité au climat. La Nouvelle-Écosse a un ensemble de données PSP avec environ 3000 parcelles individuelles qui ont été réévaluées 19 000 fois, avec près de 1 000 000 observations d’arbres individuels. Les simulations utilisant le modèle de peuplement ouvert sont terminées, et des simulations utilisant le simulateur de végétation forestière – variante acadienne sont en cours. Une fois qu’un composant de modèle sensible au climat sera développé, il sera compatible avec le cadre existant de ces modèles de croissance et de rendement, pour aider à la prévision à long terme de la croissance forestière et du rendement dans divers scénarios climatiques.
Jamie Ring
MSc student
University of British Columbia
Supervisor: Bianca Eskelson
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