Sylviculture intensive en région boréale : impact de la mixité des essences sur le processus de décomposition des litières et le stockage de carbone.

Depuis quelques années, la sylviculture intensive prend de l’ampleur au Canada afin de rapprocher la source de fibres des usines, d’accroître la productivité des plantations, et de diminuer la pression de coupe sur les forêts naturelles. Toutefois, un débat sur le type d’aménagement optimal des plantations oppose l’aménagement mono- et plurispécifique. Malgré des effets antagonistes possibles sur la productivité des arbres, il semblerait que les plantations mixtes procureraient des avantages au niveau des propriétés du sol, de la stabilité environnementale, mais aussi du maintien de la biodiversité et de la valeur esthétique. Les espèces végétales et leur mélange sont susceptibles d’influencer le processus de décomposition selon deux mécanismes qui opèrent à différentes échelles : l’effet ressource par la production de litière possédant des caractéristiques physiques et chimiques propres qui constituent la ressource nutritive pour les décomposeurs, et l’effet habitat qui correspond à l’effet à plus long terme de l’arbre sur son environnement en influençant les microconditions climatiques et édaphiques, et donc les communautés d’organismes présents dans le sol. Le mélange de diverses espèces engendrerait à la fois une plus grande diversité d’habitats et de ressources favorisant une plus grande diversité et abondance des organismes décomposeurs, ce qui accélérerait le processus de décomposition et la remise à disposition des nutriments dans le sol. Il est important de mieux comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes pour en effectuer une bonne gestion et pour optimiser les services écosystémiques que ces plantations fournissent. Ainsi cette thèse visait à mieux comprendre l’influence de la mixité de deux essences forestières, à savoir l’épinette blanche et le peuplier hybride, en comparaison à des plantations pures sur le processus de décomposition des litières en séparant l’effet ressource de l’effet habitat. Cette étude a été menée sur des plantations intensivement aménagées qui étaient largement colonisées par des herbacées. Ainsi une autre partie de cette thèse consistait à déterminer si la présence d’herbacées était bénéfique au processus de décomposition des litières et à la libération des éléments nutritifs dans les différentes plantations mono- ou pluri-spécifiques. Finalement, dans l’optique de relier ces données avec le fonctionnement global de l’écosystème, le stockage de carbone de la phytomasse aérienne et dans le sol (excepté les racines) a été étudié dans les deux types de plantations. La qualité des ressources et l’effet du mélange des arbres et des litières sur les décomposeurs ont été étudiés dans une expérimentation de décomposition in-situ avec des litter bags de chaque type de litière (peuplier, épinette, herbacées, ainsi que leur mélange) dans chaque type de plantations. Cette étude a été appuyée par une expérimentation ex-situ utilisant une espèce cible d’organisme du sol, Folsomia candida (collembola). Un intérêt particulier a été porté sur le rôle et l’impact des métabolites secondaires contenus dans les espèces végétales concernées sur le processus de décomposition mais aussi sur leurs interactions avec les organismes décomposeurs. xx Concernant l’effet habitat, la plantation monospécifique de peuplier semblait être défavorable à la colonisation de la litière par la mésofaune, probablement dû à l’effet négatif des lixiviats de feuilles de peuplier mais également à la faible accumulation des litières. À l’inverse, la plantation pure d’épinette favorisait la décomposition de sa propre litière par la sélection d’organismes plus spécialisés. Les résultats de cette étude ne montraient pas d’amélioration du processus de décomposition avec le mélange du peuplier et de l’épinette (effet habitat) ou de leurs litières (effet ressource). En revanche, le mélange de ces deux espèces en plantation a tamponné les effets contrastés du peuplier et de l’épinette sur les organismes et le taux de décomposition observés dans les plantations monospécifiques. Le stockage de carbone et la productivité du peuplier étaient supérieurs dans les plantations mixtes par rapport aux plantations monospécifiques. Finalement, la litière d’herbacées semblait être bénéfique pour l’abondance d’organismes décomposeurs et favorisait la libération d’azote des litières d’arbres. Cet aspect pourrait contrebalancer l’effet négatif de la présence d’herbacées qui entrent en compétition avec les arbres pour les ressources. Ces résultats nous indiquent qu’après 10 ans, les plantations mixtes optimiseraient la productivité et le stockage de carbone, double avantage généralement recherché dans les systèmes sylvicoles