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Forêts anciennes boréales: Inventaire et évaluation de leur fréquence au Québec

Normand Villeneuve^[1], André R. Bouchard et Claude Poulin

Résumé

L'aménagement durable des forêts nécessite que certains écosystèmes uniques ou menacés, comme les forêts anciennes, soient identifiés à l'échelle régionale et dûment localisés au sein des unités d'aménagement forestier. Des travaux de caractérisation et d'inventaire des forêts anciennes de la zone de forêt boréale ont donc été entrepris dans le Nord-Est québécois afin d'élaborer des critères de reconnaissance, d'identifier divers exemples de forêts anciennes et d'en établir l'étendue potentielle. Une définition stricte et suffisamment discriminante des forêts anciennes a d'abord été adoptée. Cette définition mise sur des caractéristiques intrinsèques de ces forêts, tant biologiques qu'écologiques ou structurales, qui font de ces forêts des milieux reconnus pour leur haute valeur à titre d'habitat essentiel. Par la suite, une méthode de prospection a été développée. Cette méthode met à profit les cartes de peuplements forestiers, les cartes forestières numériques, les données de l’inventaire forestier décennal, les photographies aériennes récentes, les données historiques sur les perturbations naturelles ou anthropiques et les inventaires de terrain spécifiques aux forêts anciennes. Les résultats de l'application de cette méthode à un territoire d'étude de 140 000 km² sont présentés brièvement. Ce travail a notamment permis de décrire différents types de forêts anciennes: pessières, sapinières et forêts montagnardes. Ces forêts sont dominées par des arbres qui dépassent largement leur espérance moyenne de vie et qui atteignent de 200 à 350 ans, selon les espèces impliquées. D'après nos estimations, bien que les forêts conifériennes matures représentent actuellement près de 65 % du territoire forestier productif dans le sous-domaine de la pessière à mousses de l'Est, les forêts anciennes, telles que définies dans ce mémoire, représenteraient moins de 10 % de ce territoire.

Mots-clés: forêt ancienne, forêt boréale, définition, inventaire, conservation, Picea mariana, Picea glauca, Abies balsamea.

Introduction

Les forêts anciennes figurent partout à travers le monde parmi les écosystèmes les plus menacés de disparition. Leur intérêt écologique de même que leur rôle fondamental dans la protection de nombreuses espèces sauvages en font une cible de choix pour la conservation de la diversité biologique. La certification des pratiques forestières, notamment celle offerte par la Forest Stewardship Council (FSC), a d’ailleurs pour objectifs d’assurer la durabilité des forêts anciennes par une gestion adéquate et d’en favoriser la protection à titre de forêts à haute valeur de conservation (HCVF).

Par ailleurs, cette obligation soulève la nécessité de se doter, à l’échelle régionale, de moyens adéquats pour localiser les étendues actuelles de forêts anciennes. Cela implique également que les forestiers puissent disposer de définitions et de critères de reconnaissance qui soient suffisamment discriminants à l’échelle du terrain afin qu’ils puissent identifier les secteurs de forêts anciennes dignes de protection au sein de leurs unités d’aménagement forestier. Une définition des forêts anciennes utile aux aménagistes devrait miser sur les caractéristiques intrinsèques de ces forêts, tant biologiques qu’écologiques ou structurales, qui font de ces forêts des milieux reconnus pour leur haute valeur à titre d'habitat essentiel à la vie sauvage.

Or, bien qu’une initiative destinée à cartographier à petite échelle les forêts frontières et les forêts intactes de la zone de forêt boréale ait été mise sur pied au cours des dernières années par le World Ressource Institute (Global Forest Watch), très peu d’efforts ont été consentis à la localisation des forêts anciennes au moyen d’une cartographie à grande échelle. C’est en partie dans le but de combler cette lacune que le gouvernement du Québec a mis en place, au cours de la dernière décennie, un projet d’inventaire des forêts anciennes de la zone boréale, situées au sud du 52^e parallèle, afin de permettre l’élaboration de définitions spécifiques, de faciliter leur reconnaissance et de favoriser leur protection éventuelle (Bergeron et al. 1996, 1999; Villeneuve et al. 2001).

Selon la perspective retenue par le ministère des Ressources naturelles du Québec (MRNQ) (Bergeron et al. 1996, 1999; Villeneuve 2001; MRNQ 2001) les forêts anciennes sont de très vieilles forêts. Au cours des derniers siècles, elles ont été peu perturbées, ce qui se traduit dans la structure du couvert par la présence simultanée d’arbres jeunes, matures et sénescents, de chicots et de débris au sol de fort diamètre. Ces forêts se reconnaissent aussi par la structure inéquienne - ou à tout le moins irrégulière - du couvert arborescent qui peut, par contre, être affecté par de petites trouées causées par le renversement individuel d'arbres ou par des groupes d’arbres sénescents ou morts. Elles sont par conséquent dominées par des essences tolérantes à l’ombre, parmi lesquelles figurent des arbres d’âge exceptionnel, compte tenu de la situation géographique et du type d’environnement.

Par ailleurs, des forêts anciennes de sapin baumier (Abies balsamea [L.] P. Mill.) et d’épinette noire (Picea mariana [P. Mill.] B.S.P.), correspondant à la définition précédente, subsisteraient en assez grand nombre dans certains secteurs de la forêt boréale (Bergeron et al. 1999; Gauthier et al. 2000; De Grandpré et al. 2000). Cette situation est possible en dépit de la fréquence élevée, de la forte importance spatiale et de la sévérité des perturbations catastrophiques d’origine naturelle au sein de cette zone. Des efforts accrus d’inventaire ont donc été consacrés par le MRNQ afin i) d’acquérir des données utiles à l’élaboration de critères de reconnaissance, ii) d’établir la fréquence et l’étendue potentielle des forêts anciennes et iii) d’y identifier des sites exemplaires de divers types.

Ce mémoire fait état de la découverte récente de quelques dizaines de sites candidats de forêts anciennes dans le Nord-Est québécois. Il décrit brièvement la méthode développée et les critères retenus. Les résultats de l’application de cette méthode à un territoire d’étude de près de 140 000 km² sont également présentés.

Méthode

Territoire d’étude

Le territoire étudié s’étend, au coeur du domaine bioclimatique de la pessière à épinette noire et mousses hypnacées (Saucier et al. 1998), entre le 60^e et le 74^e degré de longitude Ouest et du 50^e au 52^e degré de latitude Nord. Il couvre près de 140 000 km². Son altitude varie de 400 à 900 m, à l’exception de quelques monts, qui atteignent plus de 1 100 m. Son climat est froid (Tº annuelle moyenne de 0 à -2,5 ºC) et les précipitations annuelles augmentent d'ouest en est (de 900 à 1400 mm). Les dépôts de till sont nettement dominants. Cependant, ils ne forment souvent qu’une mince couche au-dessus de l’assise rocheuse. Les sols y sont pauvres et recouverts d’humus mor épais et extrêmement acide (Grondin 1996; Pothier 2001). Ce territoire est majoritairement composé de forêts conifériennes denses et dominées, sur les sites mésiques, par la pessière à épinette noire et mousses et par la pessière à épinette noire et sapin baumier. Les bas-versants sont occupés par des sapinières. Les fortes variations d’altitude provoquent un étagement de la végétation responsable de l’ouverture croissante du couvert de 650 à 900 m d’altitude. On y observe localement des pessières montagnardes à épinette blanche (Grondin 1996).

L’importance des forêts anciennes dans la zone de forêt boréale est largement conditionnée par l’étendue et la fréquence des perturbations naturelles (feux, épidémies d’insectes, chablis). Dans le territoire à l’étude, la période de rotation des feux augmente avec le gradient de précipitations. Il passe de 100 ans à la longitude 74º O à plus de 500 ans à la longitude 60º O (Grondin 1996; Gauthier et al. 2001). Des périodes de rotation aussi longues favorisent la formation de pessières inéquiennes à sapin baumier dans l’Est québécois. Par contre, les épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana [Clem.]) et les chablis post-épidémiques y sont assez fréquents. Ils peuvent interrompre la succession forestière au détriment des forêts matures de sapin baumier, qui sont davantage vulnérables.

Inventaire

C’est en s’inspirant de la définition conceptuelle adoptée par le MRNQ et en mettant à profit les données disponibles (inventaire forestier décennal, cartes de peuplements forestiers, historique de coupe et des perturbations naturelles, photographies aériennes et inventaires de terrain spécifiques aux forêts anciennes) qu’une démarche de prospection des forêts anciennes a été développée (Villeneuve et al. 2001). Des analyses ont d’abord été effectuées sur les données d’âge de près de 88 500 arbres dominants en provenance de vieux peuplements forestiers non perturbés par la coupe. L’espérance de vie des essences d’arbre, en fonction du sous-domaine bioclimatique et du type de peuplement forestier, a été établie statistiquement. Ces valeurs limites ont permis d’identifier des tiges «exceptionnellement âgées», compte tenu du milieu (cf. tableau 1).

Tableau 1. Âges seuils permettant d'identifier les forêts anciennes candidates du sous-domaine de la pessière à épinette noire et mousses hypnacées

Note: Les seuils proposés correspondent aux valeurs d'âge total (à la souche) atteintes par moins de 5 % des arbres dominants échantillonnés dans les forêts matures et non perturbées de la zone boréale. Pour être retenue à titre de candidate et soumise à un examen plus détaillé, une forêt doit être dominée par des tiges dont l’âge a atteint le seuil indiqué.

Par la suite, le traitement des données de la cartographie forestière (géobase SIFORT^[2]) a permis de combiner la distribution des forêts matures et non perturbées à celle des arbres exceptionnellement âgés. Cet amalgame a permis de sélectionner 73 blocs de prospection, formés de larges massifs forestiers vierges, dominés par des pessières à sapin et des sapinières matures. Le ciblage progressif des candidats de forêts anciennes s’est fait à l’aide de photographies aériennes à l'échelle de 1: 15 000. Les indicateurs utilisés à cette étape tiennent compte de la présence d’indices de vieillissement (structure irrégulière, trouées, chicots, tiges sénescentes), de l’absence de perturbations (voirie forestière, coupes, feux, chablis, épidémies sévères), ainsi que de l’absence d'espèces indicatrices des perturbations par le feu comme le pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.). Enfin, les critères de validation utilisés sur le terrain sont la superficie du site, la densité du couvert, la structure d’âge du couvert, l’âge maximal des dominants, la présence d’arbres sénescents ou morts, le diamètre maximal des arbres, des chicots et des débris, de même que l’abondance du sapin baumier.

Résultats

Description des types observés

L’adoption de critères d’ancienneté relativement restrictifs lors de cette étude a eu pour effet de réserver l’épithète de «forêt ancienne» aux sites qui possèdent les attributs d’ancienneté les plus manifestes. Les critères retenus permettent en effet de cibler les exemples les plus remarquables de forêts anciennes afin qu’ils fassent, en toute priorité, l’objet de mesures spécifiques de protection. À ce jour, un échantillon de 27 forêts anciennes, qui couvrent près de 150 km² au sein du sous-domaine oriental de la pessière à épinette noire et mousses hypnacées, a été constitué.

Dans le domaine de la pessière noire à mousses, les principales essences d’arbres bénéficient d’une grande longévité. Toutes les forêts anciennes validées comportent des arbres sénescents qui ont largement dépassé leur espérance moyenne de vie. Dans les pessières de milieu mésique, l’épinette noire atteint au moins 225 ans. Le sapin baumier, pour sa part, y atteint 205 ans. Par ailleurs, en altitude, au coeur des forêts anciennes montagnardes, l’épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) peut atteindre plus de 245 ans (tableau 1).

En l'absence de coupes et de perturbations naturelles sur plus de 200 ans, l’épinette noire, l’épinette blanche et le sapin baumier dominent totalement les stations mésiques du domaine de la pessière. Vers l’Est, la mortalité progressive de l’épinette noire, au-delà de 200 ans, favorise l’invasion du sapin (Grondin 1996; De Grandpré et al. 2000). Très tolérantes à l’ombre, les tiges opprimées de sapin baumier, qui n’ont parfois qu’un mètre de hauteur à 60 ans, partagent le sous-bois avec les marcottes de l’épinette noire. La capacité du sapin à survivre à de longues périodes d’oppression, lui permet aussi de profiter des ouvertures créées par la mort ou par le renversement des tiges dominantes. Cette dynamique de trouées, amplifiée par l’action des épidémies d’insectes et par les chablis localisés, s’intensifie avec la maturation du sapin. Elle favorise ainsi l’apparition d’une structure multi-modale, qualifiée d’irrégulière, quand elle n’est pas tout simplement inéquienne (De Grandpré et al. 2000).

Ce type de dynamique a été observé dans la plupart des forêts anciennes du territoire à l’étude. Totalement vierges, ces forêts sont constituées d’une mosaïque de peuplements d’âge et de densité variables apparentés aux pessières à épinette noire et sapin, aux sapinières à épinette noire et aux pessières à éricacées. Leurs traits caractéristiques incluent la présence d’épinettes noires et d’épinettes blanches de plus de 325 ans, des chicots de fort diamètre et de très nombreux débris au sol recouverts de mousses hypnacées.

D’importantes superficies de forêts anciennes ont aussi été observées sur les hauts sommets du massif des monts Groulx, où des pessières montagnardes à épinette blanche se maintiennent à des altitudes supérieures à 800 m. Ces pessières ouvertes sont aussi bien garnies en sapin baumier. L’épinette blanche y atteint jusqu’à 335 ans par endroits. Plus de 80 % des peuplements étudiés ont dépassé 230 ans d’évolution en l'absence de perturbations. Les gros arbres sénescents, de même que les chicots et les débris ligneux de 40 à 60 cm de diamètre, sont abondants dans ces forêts.

Importance des forêts anciennes

Une large portion (64 %) du territoire forestier productif couvert par cette étude serait occupée par des couverts résineux matures (tableau 2). Cette proportion augmenterait d’ouest en est pour atteindre près de 70 % au 62^e degré de longitude Ouest. Au sein des blocs de prospection, seulement 20 % de la superficie boisée, en moyenne, présenterait les attributs d’ancienneté exigés. Par contre, les relevés de terrain effectués dans ces portions présumées anciennes des blocs de prospection ont permis d’y identifier des forêts anciennes dans près de 60 % des cas (tableau 2).

Tableau 2. Proportion estimée du territoire forestier productif du domaine de la pessière à mousses de l’Est québécois occupé par les forêts matures résineuses et par les forêts anciennes

Note: Statistiques de superficie par type de peuplement forestier compilées à l'aide de la banque de données SIFORT. Le taux de validation par photo-interprétation correspond à la proportion des peuplements résineux matures qui possède les attributs d'ancienneté recherchés. Le taux de validation sur le terrain correspond au nombre de relevés validés sur le total de relevés effectués dans chaque tronçon longitudinal.

La combinaison des taux de succès obtenus à chacune des trois étapes de l’analyse (cartographie, photo-interprétation, terrain) permet d’obtenir un estimé de l’importance des forêts anciennes au sein du territoire de référence. En somme, dans la partie du domaine de la pessière à mousses qui s'étend à l’est du 72^e degré de longitude Ouest, l’importance des forêts anciennes pourrait s’établir à près de 7 % des terres boisées (tableau 2). À notre connaissance, il s’agit de la première estimation de l’étendue potentielle des forêts anciennes boréales proposée pour le Nord-Est québécois.

Discussion

Les forêts anciennes de la zone boréale comptent parmi les éléments les plus rares du patrimoine forestier mondial. Elles représentent un bien collectif précieux et la responsabilité de les préserver incombe tant aux individus qu’aux gouvernements. Malgré leur superficie relativement faible à l’échelle de la forêt boréale, les forêts anciennes représentent des milieux uniques et de très haute qualité écologique. Pour leur assurer une protection efficace, il est urgent que des mesures spécifiques de conservation leur soient dévolues, notamment par la création de petites aires protégées. Cet objectif de protection devra être éventuellement complété par la création de grandes aires protégées, comme les parcs de conservation, de même que par des mesures adaptées d’aménagement forestier durable à l’échelle du paysage.

Le MRNQ, pour sa part, a émis en 1997 une directive administrative qui assure la conservation intérimaire des forêts anciennes situées sur les terres publiques de l’état. Cette directive assure actuellement la protection de près de 100 sites de forêts anciennes au Québec et elle prévaudra jusqu’à ce que ces sites soient classés légalement par le gouvernement du Québec, à titre d’écosystèmes forestiers exceptionnels (EFE). L’intention manifestée par le MRNQ, en somme, est de conserver sur le territoire québécois plusieurs exemplaires de chaque type de forêt ancienne.

Cependant, la collection de forêts anciennes dont le MRNQ a amorcé le classement légal en 2002 ne peut, à elle seule, être garante de la protection de la biodiversité en forêt boréale. Elle doit davantage être perçue comme un complément obligatoire d’un réseau d’aires protégées représentatif de la diversité biologique. Heureusement, nous constatons que ces efforts de protection reçoivent déjà l’appui de plus en plus d’usagers du milieu forestier, conscients de la valeur et de l’importance de ces écosystèmes aussi uniques qu’essentiels au maintien de la diversité biologique.

Ouvrages cités

Bergeron, J.-F., A. R. Bouchard et N. Villeneuve, 1996. Les écosystèmes forestiers exceptionnels du Québec, éléments-clés de la biodiversité. L’Aubelle, 117: 8-11.

Bergeron, J.-F., N. Villeneuve, N. Lavoie et A. R. Bouchard, 1999. Les écosystèmes forestiers exceptionnels du Québec méridional. Naturaliste Canadien, 123 (3): 45-53.

De Grandpré, L., J. Morissette et S. Gauthier, 2000. Long-term post-fire changes in the northeastern boreal forest of Quebec. Journal of vegetation science, 11: 791-800.

Gauthier, S., L. De Grandpré et Y. Bergeron, 2000. Differences in forest composition in two boreal forest ecoregions of Quebec. Journal of vegetation science, 11: 781-790.

Gauthier, S., A. Leduc, B. Harvey, Y. Bergeron et P. Drapeau, 2001. Les perturbations naturelles et la diversité écosystémique. Naturaliste Canadien, 125 (3): 10-17.

Grondin, P. 1996. Écologie forestière. In Manuel de foresterie, pp. 133-279. Édité par J. A. Bérard et M. Côté, Ordre des Ingénieurs forestiers du Québec, Les Presses de l’université Laval, Québec, 1 428 p.

Ministère des Ressources naturelles du Québec (MRNQ), 2001. Les écosystèmes forestiers exceptionnels du Québec. Direction de l’environnement forestier, Québec, 15 p.

Pelletier, G., Y. Dumont, M. Bédard et J. Bergeron, 1996. SIFORT (Système d’information forestière par tesselle), un système hybride des modes vectoriel et matriciel pour une nouvelle approche de l’analyse forestière. Arpenteur-Géomètre, 23: 8-9.

Pothier, D. 2001. Portrait de la forêt boréale québécoise. Naturaliste Canadien, 125 (3): 5-9.

Saucier, J.-P., J.-F. Bergeron, P. Grondin et A. Robitaille, 1998. Les régions écologiques du Québec méridional (3^e version). L’Aubelle, 124 (supplément): 1-12.

Villeneuve, N., N. Lavoie, A. R. Bouchard et M. Bouchard, 2001. Les écosystèmes forestiers exceptionnels de la forêt boréale: un patrimoine à découvrir et à protéger. Naturaliste Canadien, 125 (3): 145-156.

Villeneuve, N. 2001. Old-growth forests in Québec: Concept and indicators proposed for the temperate forest zone. In Old-growth forests in Canada: A science perspective. Edited by B. Pendrel, Natural Resources Canada, Canadian Forest Service. Proceedings of a symposium held in October 15-19 2001, at Sault Ste-Marie, Ontario, Canada, 79 p.