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Scénarios d’évolution de la composition des peuplements après feu sur un horizon de 15-20 ans dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc – Deuxième année. CERFO. Rapport 2014-10. 99 p. + 3 annexes

E. Boulfroy, M. Varin, P. Bournival, G. Lessard, D. BlouinRapports

Durant l’été 2010, la Mauricie a été frappée par des feux majeurs qui ont couvert 105 000 ha. Suite à ces événements, de nombreuses questions importantes, ayant des implications directes en aménagement et sylviculture, se posent. Cette étude porte sur deux d’entre elles, à savoir : (1) quels seront les retours de strates (composition et densité) immédiatement après feu et (2) comment évoluera la composition de la végétation quelques décennies après la perturbation. Un modèle de prédiction de la régénération forestière 5 ans après feu a été développé en 2012 par le CERFO, pour le sous-domaine de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest, à partir d’une analyse réalisée sur le feu de Parent de 1995. Suite à ce projet, il a été proposé de documenter l’évolution de la composition des peuplements sur un horizon de 15-20 ans après feu, dans l’optique de prévenir les problèmes pouvant résulter de modifications importantes de la composition forestière, autant sur les plans de la biodiversité que de l’approvisionnement ligneux. Le présent projet, réalisé sur 2 ans, couvre deux principaux objectifs : (1) élaborer des scénarios d’évolution de la composition des peuplements sur un horizon de 15-20 ans après feu, applicables au sousdomaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest et (2) appliquer les scénarios produits aux feux ayant brûlé en 2010 en Mauricie, dans la sapinière à bouleau blanc de l’ouest.

Les scénarios d’évolution du couvert 15-20 ans après feu reposent sur le portrait de la végétation 17 ans après feu, produit à partir d’une classification semi-dirigée d’une mosaïque d’images RapidEye prises 17 ans après feu sur le territoire du feu de Parent. La classification finale proposée comprend huit classes de végétation. Les classes ont été déterminées suite à des analyses statistiques réalisées sur des données d’inventaire terrain et des analyses des signatures spectrales des zones d’entraînement. Pour chaque classe de végétation, une densité de cime couverte par chaque essence commerciale est proposée. L’évaluation de cette classification est satisfaisante, avec un indice de Kappa de 0,82 et une précision globale de 85 %. Le résultat de cette classification a ensuite été appliqué à l’échelle des 11 strates créées pour le portrait de la régénération 5 ans après feu (strates obtenues suite à la combinaison d’un type écologique et d’une classe d’intensité du feu). Ainsi, pour ces 11 strates, l’aménagiste dispose maintenant de prédictions du couvert forestier 15-20 ans après feu, exprimées en densité de cime pour les essences commerciales qui se régénèrent après feu. Les scénarios produits ont ensuite été appliqués à 5 feux de la Mauricie ayant brûlé en 2010 et permettent de prédire la composition en essences 17 ans après feu sur environ 80 % des superficies productives brûlées. Finalement, plusieurs recommandations ont été formulées, en vue d’améliorer éventuellement le modèle proposé et de poursuivre la documentation des recherches sur la dynamique de la végétation à plus long terme après feu.

Scénarios d’évolution de la composition des peuplements après feu sur un horizon de 15-20 ans, applicables au domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc – Première année. CERFO. Rapport 2013-22. 55 p. + 2 annexes.

E. Boulfroy, J. Khaldoune, F. Grenon, D. Blouin, P. BournivalRapports

De nombreuses questions se posent lors d’épisodes de feux importants, notamment sur l’abondance de la régénération désirée et la composition des retours de strates immédiatement après feu et à plus long terme. Dans ce contexte, le CERFO a développé, en 2012, des modèles de prédiction de la régénération 5 ans après feu. Un an plus tard, le CERFO propose de documenter, dans le cadre du présent projet, l’évolution de la composition des peuplements sur un horizon de 15-20 ans après un feu, en comparant le portrait réel de la végétation présente 17 ans après feu avec celui de la régénération prédite 5 ans après feu. Le secteur du feu de Parent ayant brûlé en Haute-Mauricie en 1995 représente le territoire de cette étude. Le présent projet correspond à la première année et a consisté à produire les deux intrants qui permettront de développer les scénarios d’évolution de la composition lors de la seconde année du projet. Le premier intrant consiste en une cartographie de la végétation issue des modèles de prédiction de la régénération forestière 5 ans après feu développés par le CERFO en 2012. Ces modèles prédisent le coefficient de distribution des quatre principales essences commerciales, en fonction du type écologique et de l’intensité du feu. Ce portrait de la régénération est présenté pour chaque polygone écoforestier du 4e inventaire décennal auquel est associée une valeur d’intensité de feu. Le deuxième intrant produit est un portrait de la végétation présente 15 à 17 ans après feu. Pour ce faire, deux classifications d’images satellitaires RapideEye ont été réalisées à l’échelle du feu de Parent. La première, non supervisée, a permis de dresser une cartographie préliminaire sur la base de 18 classes d’occupation du couvert végétal. La seconde classification, sur le mode semi-dirigé, a permis de bonifier la cartographie initiale et d’attribuer un pourcentage de recouvrement de la cime des essences forestières à chaque classe, grâce à l’utilisation de zones d’entraînement provenant de données d’inventaire sur le terrain. La performance de cette classification finale en 20 classes s’est avérée très satisfaisante, avec une valeur d’indice de Kappa de 0,97 et une moyenne des pixels correctement classés (MPCC) de 96 %. Finalement, les données de pourcentages de recouvrement de la cime des essences forestières, obtenues à l’échelle de chaque pixel, ont été calculées pour les mêmes polygones que ceux utilisés pour produire le portrait 5 ans après feu. Ces polygones proviennent de l’union de la couverture écoforestière et de celle de l’intensité du feu. La prochaine étape, qui sera réalisée en 2013-2014, consiste à mettre en relation ces deux portraits pour produire des scénarios d’évolution de la végétation sur un horizon de 15-20 ans après feu.

Mise à jour d’un modèle de prédiction de la régénération forestière 5 ans après feu et application aux territoires récemment brûlés en Mauricie dans la sapinière à bouleau blanc. CERFO. Rapport 2012-12. 119 p. + 3 annexes.

S. Côté, P. Bournival, E. Boulfroy, D. Blouin, L. VachonRapports

La Mauricie a été frappée, en 2010, par plusieurs feux majeurs. Plusieurs questions importantes se posent la suite de ces événements, en ce qui concerne la présence de la régénération, sa composition et les travaux sylvicoles à planifier (regarni, reboisement, dégagement).

Des modèles de prédiction de la régénération forestière 5 ans après feu, applicables au sous-domaine de la sapinière à bouleau blanc de l’ouest, ont été développés par le CERFO en 2001. Ces modèles utilisent principalement la composition des peuplements avant feu, le milieu physique et l’intensité du feu comme variables explicatives. Avec l’arrivée de la cartographie écoforestière du 4e décennal (NAIPF), l’appellation des peuplements devient plus précise et le découpage des peuplements plus fin. Cette nouvelle donnée représente une opportunité intéressante d’améliorer le pouvoir prédictif des modèles de prédiction de la régénération.

Ainsi, de nouveaux modèles de prédiction de la régénération 5 ans après feu ont été construits, à partir de données provenant du feu de Parent, mais en utilisant la caractérisation des peuplements avant feu établie selon la norme NAIPF. Les variables prédictives utilisées sont le type écologique et les classes regroupées des dommages. Huit types écologiques font l’objet de prédictions : MS22, RE21, RE22, RE24, RE25, RE39, RS22 et RS25. Les nouveaux modèles retenus présentent un coefficient de détermination (R2 ) variant entre 0,22 et 0,52, ce qui leur assure un meilleur pouvoir prédictif que les modèles construits en 2001 (R2 < 0,35). Le plus grand pouvoir prédictif de ces modèles peut certainement s’expliquer par l’utilisation de données plus précises décrivant les peuplements avant feu, ainsi que par l’approche statistique globale qui a été retenue, qui intègre l’ensemble des variables explicatives dans un même modèle.

Ces modèles, applicables à tout feu ayant brûlé dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc, ont ensuite été appliqués à six feux survenus en 2010 en Mauricie. Pour chacun des feux, plus de 75 % de la superficie brûlée est couverte par les 8 types écologiques à l’étude et fait donc l’objet de prédictions du coefficient de distribution de la régénération pour les essences individuelles et les essences regroupées. Le portrait de la régénération prédite 5 ans après feu pour chacun de ces territoires brûlés a ensuite permis de proposer des scénarios d’intervention en phase juvénile, dans l’optique de favoriser l’obtention d’un peuplement de retour de composition résineuse (recommandations de regarni, reboisement, dégagement-nettoiement et EPC).

Bonification d’un modèle de prédiction de la régénération forestière après feu, en intégrant les données écologiques, l’intensité de feu et la composition des peuplements survivants adjacents. CERFO. Rapport 2001-10. 160 p.

E. Boulfroy, D. Blouin, A. Patry, G. Lessard, S. Côté, O. RuestRapports

Un premier modèle permettant de prédire la régénération forestière 5 ans après feu à partir de la composition forestière avant feu a été développé par le Consortium de recherche sur la forêt boréale commerciale il y a quelques années. Ce modèle, s’il a un taux d’efficacité de prédiction satisfaisant pour certains types de strates, présente néanmoins la faiblesse de ne prendre en considération ni l’intensité du feu, ni les conditions écologiques. À la demande de Kruger inc., il a donc été décidé de développer une seconde version, qui tiendrait compte de nouveaux paramètres explicatifs, soit l’intensité du feu et les conditions de dépôts de surface et de drainage.

Dans le cadre de cette étude, huit modèles de prédiction ont été construits pour chaque essence, à partir des données d’inventaire recueillies : 3 modèles d’intensité de feu, 4 modèles correspondant aux 4 principales conditions de dépôt-drainage présentes sur le territoire d’étude, et un modèle global, construit à partir de toutes les données d’inventaire recueillies. Une sélection des modèles présentant les meilleurs degrés d’ajustement avec les données d’inventaire (exprimé à l’aide du coefficient de corrélation R2) a ensuite été faite parmi les 8 modèles construits.

Le degré d’ajustement des différents modèles retenus varie de 13 à 55 %. De plus, sur les 20 modèles qui ont été retenus, 9 d’entre eux ont un degré d’ajustement supérieur ou égal à 25%, ce qui signifie qu’au moins un quart de la variation du stocking de la régénération est expliqué par les variables choisies (intensité du feu, combinaison de dépôt-drainage, nombre de tiges marchandes avant feu). Enfin, l’intervalle de confiance accompagnant chaque modèle de prédiction est globalement satisfaisant pour tous les modèles, à l’exception de ceux du bouleau blanc, puisqu’il est compris entre ± 10 et ± 25 %.

Certains modèles présentent néanmoins quelques limites, lorsqu’une partie non négligeable du stocking de la régénération reste encore inexpliqué. Ceci peut s’expliquer par le fait qu’il existerait d’autres variables explicatives qui n’ont pas été considérées dans cette étude, mais qui joueraient un rôle important dans le succès de la régénération après feu. Le degré de précision des données qui ont été utilisées pour décrire la composition en essences avant feu (nombre de tiges marchandes avant feu déterminé par strate regroupée à partir des fichiers Ts et Gs du MRNQ) est aussi un élément pouvant expliquer le faible degré de corrélation des modèles avec les données d’inventaire. Enfin, il est possible que le nombre des données d’inventaire de la régénération après feu qui ont servi à la construction des modèles soit, pour certains cas étudiés, insuffisant.

Les différents modèles retenus ont ensuite été appliqués à l’ensemble du territoire brûlé, dans le but de proposer deux séries d’hypothèses de compositions en essences sur un horizon d’une cinquantaine d’années. Un premier scénario considère l’évolution naturelle des peuplements, alors que le second considère l’évolution suite à des interventions de dégagement des tiges résineuses. La confrontation des cartes synthèse produites à partir des deux scénarios d’évolution permet alors de localiser les secteurs qui ont un fort potentiel résineux (peuplements résineux purs ou mélangés à dominance résineuse). Ceci représente un outil intéressant de planification des opérations de dégagement, puisqu’il sera alors possible de privilégier le dégagement des sites dont le potentiel résineux est important. Ainsi, le scénario d’évolution naturelle met en évidence, en l’absence d’opérations de dégagement des tiges résineuses, la quasi-absence, à l’échelle du territoire brûlé, de peuplements à vocation résineuse sur un horizon de 50 ans après le passage du feu. La confrontation des deux scénarios d’évolution montre par contre qu’il est possible d’accroître fortement la composante résineuse du territoire par des opérations de dégagement. En effet, le scénario avec intervention prédit que l’on pourrait augmenter la présence de peuplements dominés par des essences résineuses (peuplements résineux purs ou mélangés à dominance résineuse) sur 56% de la superficie productive brûlée. Enfin, la confrontation du scénario d’évolution sur 50 ans après dégagement avec la classification de l’image satellite 5 ans après feu confirme parfaitement la présence réelle d’un potentiel résineux sur les sites dont les prédictions sur 50 ans indiquent la présence majoritaire de tiges résineuses.