L`efficacité du broutage par les moutons pour la

L’efficacité du broutage par les moutons pour la
gestion de la concurrence des herbes adventices
dans de jeunes plantations de conifères en
Colombie-Britannique au Canada
Mémoire
Ruth Serra
Maîtrise en Agroforesterie
Maître ès sciences (M. Sc.)
Québec, Canada
© Ruth Serra, 2013
RÉSUMÉ
La gestion de la végétation par des moutons (GVM) ou Sheep Vegetation Management
(SVM) est une méthode biologique de gestion de la végétation concurrentielle dans des
plantations de conifères, relativement récente en Colombie-Britannique (C-B). La présente
étude comporte un volet biologique et un volet économique. Le premier se concentre sur la
réponse de la croissance de l’épinette hybride (Picea glauca x Picea engelmannii) après le
broutage des moutons en comparant des sites pâturés et non pâturés. Le second consiste en
une évaluation de la rentabilité du SVM selon le nombre de pâturages appliqués. Les
résultats suggèrent que le pâturage favorise la croissance en longueur internodale de
l’épinette hybride. Pour rendre la SVM rentable dans les plantations de conifères, il est
nécessaire de raccourcir la période de rotation. Ainsi, ce mémoire permet de combler
certaines lacunes existantes sur le sujet en vue de promouvoir cette méthode en C-B.
iii
ABSTRACT
The Sheep Vegetation Management (SVM) is a relatively recent biological method to
control competing vegetation in conifer plantations in British Columbia (BC). This study is
structured into biological and economic components. The first is based on growth response
of hybrid spruce (Picea glauca x Picea engelmannii) saplings to sheep grazing treatment
through the comparison of grazed and ungrazed sites. The second is a profitability
evaluation of SVM depending on the number of grazing treatments. Results suggest that
grazing improve intermodal length growth of hybrid spruce. To make SVM profitable
method in conifer plantations, it would be necessary to shorten the rotational period. Hence,
this thesis fills the gaps that still exist on the topic and promote the use of SVM in BC.
v
TABLE DES MATIÈRES
RÉSUMÉ ..................................................................................................................................... III
ABSTRACT ................................................................................................................................... V
TABLE DES MATIÈRES ......................................................................................................... VII
LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................ IX
LISTE DES FIGURES ................................................................................................................ XI
LISTE DES ACRONYMES .....................................................................................................XIII
REMERCIEMENTS ................................................................................................................. XV
AVANT-PROPOS .................................................................................................................... XVII
CHAPITRE I REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ........................................................................... 1
1.1. INTRODUCTION .............................................................................................................. 2
1.2. L’AGROFORESTERIE ..................................................................................................... 3
1.2.1. L’agroforesterie en Colombie-Britannique....................................................................... 5
1.2.2. La gestion de la végétation par le broutage avec les moutons: « Sheep
Vegetation Management » (SVM) ................................................................................................ 6
1.2.2.1.
Définition ....................................................................................................................... 7
1.2.2.2.
Le SVM au Canada et dans le Monde ........................................................................... 7
1.2.2.3.
SVM et croissance des jeunes conifères ........................................................................ 9
1.2.2.3.1.
Les effets positifs du SVM ...................................................................................... 10
1.2.2.3.2.
Mortalité et dommages ............................................................................................ 11
1.2.2.4.
SVM et rentabilité ........................................................................................................ 13
1.2.2.4.1.
Comparaison avec d’autres méthodes...................................................................... 15
1.2.2.4.2
Aspects non monétisés ............................................................................................. 17
1.2.2.4.2
Les outils d’évaluation économique ........................................................................ 18
1.3. OBJECTIFS ET HYPOTHÈSES DE RECHERCHE ................................................. 21
1.3.1. Objectifs de recherche ...................................................................................................... 21
1.3.2. Hypothèses de recherche .................................................................................................. 21
1.4. BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................ 21
CHAPITRE II SHEEP VEGETATION MANAGEMENT FOR CONTROLLING
COMPETING VEGETATION IN YOUNG CONIFER PLANTATIONS IN THE
CENTRAL INTERIOR OF BRITISH COLUMBIA, CANADA ............................................ 25
2.1. RÉSUMÉ ........................................................................................................................... 26
2.2. ABSTRACT ....................................................................................................................... 27
2.3. INTRODUCTION ............................................................................................................ 28
2.4. MATERIALS AND METHODS...................................................................................... 30
2.4.1. Study site............................................................................................................................ 30
2.4.2 Experimental design ......................................................................................................... 33
2.4.3. Data collection ................................................................................................................... 35
2.4.4. Data analysis ...................................................................................................................... 36
2.5. RESULTS........................................................................................................................... 38
2.5.1. Simple measurements ....................................................................................................... 38
vii
2.5.2.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
Repeated measurements ................................................................................................... 39
DISCUSSION .................................................................................................................... 42
CONCLUSIONS................................................................................................................ 45
ACKNOWLEDGEMENTS .............................................................................................. 46
REFERENCES .................................................................................................................. 46
CHAPITRE III EVALUATION OF THE PROFITABILITY OF SHEEP
VEGETATION MANAGEMENT IN YOUNG CONIFER PLANTATIONS IN THE
CENTRAL INTERIOR OF BRITISH COLUMBIA, CANADA ............................................ 49
3.1. RÉSUMÉ ............................................................................................................................ 50
3.2. ABSTRACT ....................................................................................................................... 51
3.3. INTRODUCTION ............................................................................................................. 52
3.4. METHODOLOGY ............................................................................................................ 54
3.4.1. Study area .......................................................................................................................... 54
3.4.2. Economic model................................................................................................................. 57
3.4.3. Experimental data ............................................................................................................. 58
3.4.4. Data analysis ...................................................................................................................... 60
3.5. RESULTS AND DISCUSSION ........................................................................................ 62
3.5.1. Analysis of profitability of different scenarios ................................................................ 62
3.5.2. Sensitivity analysis............................................................................................................. 67
3.6. CONCLUSIONS................................................................................................................ 72
3.7. ACKNOWLEDGEMENTS .............................................................................................. 73
3.8. REFERENCES .................................................................................................................. 74
CHAPITRE IV CONCLUSIONS GÉNÉRALES ..................................................................... 77
4.1. VÉRIFICATION DES HYPOTHÈSES .......................................................................... 78
4.2. LIMITES DE L’ÉTUDE ................................................................................................... 80
4.3. RECOMMANDATIONS ET FUTURES RECHERCHES ........................................... 82
4.4. BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................ 85
ANNEXES ..................................................................................................................................... 87
ANNEXE I – CARTE DE LOCALISATION DES BLOCS ÉCHANTILLONNÉS .............. 90
ANNEXE II – ILLUSTRATIONS DES SITES DE L’EXPÉRIENCE .................................... 89
ANNEXE III – CARTES DÉTAILLÉES SUR L’ÉCHANTILLONNAGE DE
CHACUN DES BLOCS ............................................................................................................... 90
viii
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 Susceptibilité relative des jeunes conifères à être broutés
Tableau 2 Nombre d’hectares pâturées par jour par les moutons dans des plantations
forestières en C-B
Tableau 3 Comparaison des coûts moyens des différentes techniques de dégagement de la
végétation pour parvenir à gérer les herbes adventices dans des plantations
forestières en C-B
Table 4 Descriptive statistics for bole diameter at 0.15 m height (ø15cm), total height (TH),
and Height/diameter ratio (HDR) for the three grazed blocks (A, B, C) and the two
control blocks (D, E)
Table 5 Analysis of variance (ANOVA) showing the effect of grazing treatment on ø15cm,
TH and HDR
Table 7 Decomposition of Treatment x Position interaction for Internodal length (IL)
(effect slice)
Table 8 Details of experimental sites
Table 9 Details of economic data (with ia equal to 4% and P1b)
Table 10 Details of site preparation activities
Table 11 Descriptive statistics for ARACa (%)
Table 12 Break-even Relative Additional Cost (%) at a discount rate of 4%
Table 13 Break-even Relative Additional Cost (%) calculated from 1 to 10 years and 0.5 to
8% of discount rate. Example of scenario A: the solid line shows the break-even line
for one grazing (G1); the doubled line shows the break-even line for two grazing
treatments (G2)
ix
LISTE DES FIGURES
Figure 1. Locations of the study sites (see “Annexe I”).
Figure 2. Annual temperature trend during the period 2001 to 2011 (maximal temperature
(Max Temp), minimal temperature (Min Temp) and average temperature of July
(Average July) in °C).
Figure 3. Experimental design with the two treatments “Grazed” and “Ungrazed”, the
number of blocks (replications) A, B, C, D and E and the number of trees sampled.
Figure 4. Mean trajectories for seedling cumulative growth response in presence or
absence of grazing. Bars show Standard Error (SE). Internodal position 2 = year
2002; Internodal position 3 = year 2003; Internodal position 4 = year 2004;
Internodal position 5 = year 2005; Internodal position 6 = year 2006; Internodal
position 7 = year 2007; Internodal position 8 = year 2008; Internodal position 9 =
year 2009.
Figure 5. Location of Fort St. James Forest District (Map adapted from the MoFLNRO
web site http://www.for.gov.bc.ca/hts/tsa/tsa24/, accessed 03 October 2012).
Figure 6. Actual Relative Additional Costs (ARAC) response (average in %) of each
scenario (A, B and C) for the three rotational periods (RP equal to 81, 91 and 101
years) and the two timber prices (P1 equal to 40 $/m3 and P2 equal to 49.20 $/m3)
for the two grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to two grazing
treatments), compared to the Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) at 4%.
a. Scenario A; b. Scenario B and c. Scenario C. Bars show Standard Errors (SE).
Figure 7. Actual Relative Additional Costs (ARAC) response of each scenario (A, B and
C) taking a rotational period (RP) equal to 91 years and a timber price (P1) equal to
40 $/m3 for the two grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to
two grazing treatments), and Break-even Relative Additional Cost (BeRAC)
response calculated for each discount rate (i).
Figure 8. Actual Relative Additional Cost (ARAC) response of each scenario (A, B and C)
taking a rotational period (RP equal to 91 years) and timber price (P1 equal to 40
$/m3) for the two grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to two
grazing treatments) and, Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) response
calculated at 4% discount rate (i).
xi
LISTE DES ACRONYMES
AG1: one grazing treatement for scenario A ou un passage du troupeau pour le scénario A
AG2: two grazing treatments for scenario A ou deux passages du troupeau pour le scénario
A
ANOVA: Analysis of Variance
ARAC: Actual Relative Additional Cost ou Coût additionnel relatif actuel
Avg: average
BeRAC: Break-even Relative Additional Cost ou Seuil de rentabilité du coût additionnel
relatif
BC ou C-B: British Columbia ou Colombie-Britannique
BCTS: British Columbia Timber Sales
BG1: one grazing treatment for scenario B ou un passage du troupeau pour le scénario B
BG2: two grazing treatments for scenario B ou deux passages du troupeau pour le scénario
B
BSE: Biens et services environnementaux
CG1: one grazing treatment for scenario C ou un passage du troupeau pour le scénario C
CG2: two grazing treatments for scenario C ou deux passages du troupeau pour le scénario
C
CV: Coefficient of Variation
Df: degrees of freedom
DBH ou DHP: Diameter at Breast Height ou Diamètre à hauteur de poitrine
ESSFmv3: Omineca variant of the Moist Very Cold Engelmann Spruce – Sub-alpine Fir
G1: one grazing treatment ou un passage du troupeau (pâturage)
G2: two grazing treatments ou deux passages du troupeau (pâturage)
GT: Grazing Treatment ou passage du troupeau (pâturage)
GVM: Gestion de la végétation par des moutons
HDR: Height/ diameter ratio ou Rapport hauteur/diamètre
i: interest rate ou taux d’intérêt
ICRAF: International Council for Research in Agroforestry
IL: Cumulative Internodal Length ou longueur internodale cumulée
LEV: Land Expectation Value
LRDW: Land Resource Data Warehouse
LSD: Least Significant Difference
Max: Maximum value
Min: Minimum value
MPB: Mountain Pine Beetle
MoFLNRO: Ministry of Forests, Lands and Natural Ressource Operations ou ministère
des Forêts
MRA: Minimum de rendement acceptable
MSE: Mean Square Error
N: sample size
NTFPs ou PFNL: Non-Timber Forest Products ou Produits forestiers non ligneux
P: Price ou Prix
P1: Price one ou Prix 1
xiii
P2: second price ou Prix 2
Ratio B/C: Ratio bénéfice-coût
RESULTS: Reporting Silviculture Updates and Land status Tracking System
RN: Revenu net
RP: Rotational Period ou Période de rotation
SAFs: Systèmes agroforestiers
SAS: Statistical Analysis System
SBSmk1: Mossvale Moist Cool Sub-Boreal Spruce
SBSwk3: Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce
SD: Standard Deviation
SE: Standard Error
SU: Standard Unit
SVM: Sheep Vegetation Management ou gestion de la végétation par des moutons
TH: Total Height ou Hauteur totale
TIR: Taux interne de rendement
UL: Université Laval
UNBC: University of Northern British Columbia
VAN: Valeur actuelle nette
WAC (ICRAF): World Agroforestry Centre
WPL: Willingness to Pay for Land
ø15cm: diameter at 15 cm height ou diamètre à une hauteur de 15 cm
δ: time gain ou gain en temps
xiv
REMERCIEMENTS
Cette maîtrise en agroforesterie m’a permis d’augmenter mes connaissances tant au niveau
intellectuel que personnel. Grâce à celle-ci, j’ai pu apprendre sur une pratique
sylvopastorale innovante qui se pratique en C-B. En même temps, j’ai eu l’occasion de
travailler en lien direct avec le MoFLNRO, ce qui m’a permis d’apprendre le
fonctionnement de celui-ci ainsi que de rencontrer les gestionnaires du secteur forestier.
De façon spéciale, j’aimerais remercier :
-
Mon directeur, Dr. Damase P Khasa, qui m’a suggéré de travailler sur la gestion de
la végétation avec des ovins et qui m’a conseillé tout au long de mes études;
-
Mon co-directeur, Dr. Christopher Opio, que j’ai rencontré à un moment décisif de
ma carrière et qui m’a offert son support intellectuel et moral;
-
Le Fort St. James Field Team of the BC Timber Sales, Stuart-Nechako Business
Area qui fait partie du MoFLNRO, pour son support technique durant tout le long
du projet et en particulier pour son encadrement durant le travail sur le terrain;
-
UNBC, pour son chaleureux accueil ainsi que pour m’avoir permis d’utiliser son
matériel de terrain;
-
Tous les professeurs de l’Université Laval qui ont contribué à ma formation et en
particulier, Dr. Alain Olivier et Dr. Nancy Gélinas;
-
Le Centre d’étude de la forêt, pour son support technique et en particulier, Dr.
William F.J. Parsons, pour ses révisons de langue anglaise et le stagiaire
postdoctoral, Dr. Fifanou Vodouhe, pour des discussions stimulantes sur les aspects
d’évaluation économique;
-
Le service de consultation statistique pour son support technique et en particulier
Hélène Crépeau;
-
Mes collègues et amis de la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique,
Fifanou Vodouhe, Edith Lachance, Kaysandra Waldron, Alexandre Guay-Picard,
Emmanuel Duchateau, Filip Havreljuk, Juliette Boiffin, Aude Corbani, Diane
Schorr, pour avoir laissé leur trace dans mon mémoire;
xv
-
Mes amis au Québec, Étienne Le Roux, Yannick Viano, Claire Laperruque, Shawn
Kennedy, Mireille Beaulieu et Franz Segovia, pour leur support moral;
-
Ma famille, qui m’a toujours encouragée à poursuivre mes études;
-
Mon conjoint Derek Sattler, pour son support moral, son apport comme chercheur
et surtout pour sa patience et son encouragement tout au long de ma maîtrise;
-
Enfin à tous ceux que je n’ai pas nommés, mais qui ont contribué d’une manière ou
d’une autre à la réalisation de ma maîtrise.
xvi
AVANT-PROPOS
Le présent document est un mémoire avec insertion de deux articles. Le mémoire est
structuré en quatre chapitres; le premier et le dernier chapitres correspondant à la revue
bibliographique et aux conclusions générales, respectivement. Le premier article
correspond au chapitre II du mémoire et le deuxième article correspond au chapitre III. Les
articles vont être soumis à la revue Agroforestry Systems suite au dépôt initial du mémoire.
Le nombre et l’ordre des auteurs est le même pour les deux articles. L’étudiante, qui est
l’auteure principale, a préparé la proposition de recherche et réalisé une revue
bibliographique exhaustive sur le sujet à l’étude, la prise de données sur le terrain, l’analyse
statistique des données, ainsi que la structuration et la rédaction des articles. Elle a aussi
participé à la préparation de la logistique avant le départ sur le terrain et durant le terrain.
Le premier coauteur de chacun des deux articles est le co-directeur du projet, le Dr.
Christopher Opio, professeur à la University of Northern British Columbia (UNBC). Celuici a facilité le contact avec l’équipe de terrain du District forestier de Fort St. James,
appartenant au ministère des Forêts de la Colombie-Britannique. Il a aussi contribué à la
proposition de recherche, à la mise en place de toute la logistique nécessaire à la réalisation
du travail sur le terrain ainsi qu’au financement de ce dernier, à la conception du protocole
expérimental et de la méthodologie, à la prise de données sur le terrain et à la révision des
articles. Le deuxième coauteur est le directeur du projet, le Dr. Damase P. Khasa,
professeur à l’Université Laval. Celui-ci a contribué à l’idée initiale du projet, à la
conception de l’approche méthodologique et de l’analyse statistique et a joué un rôle
catalytique pour établir le contact avec le Dr. Christopher Opio. Il a aussi contribué au
financement du projet et à la révision du mémoire et des articles scientifiques.
xvii
CHAPITRE I
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
1
1.1.
INTRODUCTION
Ce projet de maîtrise s’inscrit dans le cadre d’une volonté du British Columbia (BC)
Ministry of Forests, Lands and Natural Ressource Operations (MoFLNRO), le Ministère
des Forêts de la Colombie-Britannique (C-B), de réduire l’utilisation des herbicides ou de
la machinerie dans les opérations forestières. Ce dernier pratique le Sheep Vegetation
Management (SVM) depuis l’année 2000, mais ne possède pas d’études scientifiques
capables de prouver l’efficacité de cette méthode biologique pour contrôler les herbes
adventices dans de jeunes plantations de conifères en C-B.
La C-B est caractérisée par une activité forestière très importante; la province récolte,
approximativement, 70 millions de m3 de bois résineux par année (Hoberg et Malkinson
2013). De son côté, la superficie agricole recensée en 2011 ne représentait que le 4 % de la
superficie agricole totale au Canada1. Cependant, depuis quelques années, la province
souffre de l’attaque du Dendroctonus ponderosae, un insecte ravageur qui est en train de
causer une importante mortalité des pins de Pinus contorta, l’espèce commerciale la plus
abondante à l’intérieur de la C-B (BC MoFLNRO 2006). S’agissant de forêts à croissance
lente, les longues périodes de rotations entraînent des revenus à long terme, souvent
insuffisants pour rentabiliser le secteur. Parallèlement, la conscientisation sur la
préservation de l’environnement demande l’adoption de pratiques écoresponsables qui
doivent être mises en place selon un point de vue holistique pour le développement durable
de la planète.
Ainsi, l’agroforesterie reliant agriculture et foresterie est une alternative pouvant offrir
d’autres façons d’aménager le territoire permettant de diversifier les revenus tout en
respectant l’environnement. Le sylvopastoralisme est un exemple de pratique agroforestière
qui combine les composantes arbre-bétail-fourrage dans un même système. Depuis
quelques décennies, en C-B, les systèmes agroforestiers (SAFs) commencent à se mettre en
place, notamment avec des bovins ou bien des moutons et des caprins. Le SVM est une
1
Statistique Canada, http://www.statcan.gc.ca/pub/95-640-x/2012002/prov/59-fra.htm#Superficie_agricole,
consulté le 04 avril 2013.
2
forme de sylvopastoralisme qui utilise des moutons pour la maîtrise de la végétation dans
des plantations forestières. Celui-ci a été pratiqué en C-B, notamment dans les régions
forestières de Prince-Rupert, du Caribou, de Kamloops, de Nelson, de Prince George et de
Vancouver (MoFLNRO 2006; Newsome et coll. 1995). Actuellement, le SVM n’est
pratiqué que dans le district forestier de Fort St. James à cause des problèmes de logistique
que le SVM exige. Les contraintes possibles sont : un choix précis des sites à pâturer qui
doit se réaliser l’année d’avant la saison où doit avoir lieu le traitement; le manque de
troupeaux de taille suffisante disponibles; le manque de bergers expérimentés; et
l’assurance des bergers sur l’existence de contrats à long terme (P. Forsythe, communic.
pers., août 2011; Opio et coll. 2001).
C’est dans ce contexte qu’une étude a été menée dans le district forestier de Fort St. James
afin d’évaluer et de prouver scientifiquement l’efficacité du SVM pour la gestion de la
concurrence des herbes adventices. L’équipe de travail sur le terrain de Fort St. James qui
s’occupe de la vente de bois de la C-B dans la zone d’affaires de Stuart-Nechako et qui fait
partie du MoFLNRO a pratiqué le SVM sur une superficie traitée de 3 065 ha.
Malgré la réticence à l’adoption du SVM issue, en particulier, des croyances traditionnelles
selon lesquelles le bétail est synonyme de « destructeur » pouvant endommager les jeunes
essences commerciales (Sharrow et coll. 1992), nous espérons que cette étude permettra
une meilleure compréhension et acceptation du système. De plus, nous nous attendons à un
engagement de la part des gestionnaires forestiers envers une pratique socialement
acceptable qui est en harmonie avec l’environnement (Doescher et coll. 1987; Sharrow
1994, cité dans Sharrow 1999). D’autant plus qu’elle contribue à un embellissement du
paysage ainsi qu’à la valorisation d’un métier oublié.
1.2.
L’AGROFORESTERIE
L’agroforesterie est un système d’utilisation des terres par les fermiers depuis des milliers
d’années sur tous les continents (Nair et coll. 1988; MacDicken et Vergara 1990) et pour
3
lequel des concepts modernes sont en train de se développer (Jackson 1984). L’arbre a
toujours été une composante importante en milieu rural notamment au sein des milieux
tropicaux ou subtropicaux (Mallet et Depommier 1997) où les systèmes agroforestiers ont
eu un poids et un potentiel d’application plus élevé qu’en milieu tempéré (Nair 1993).
Toutefois, cette pratique possède aussi des racines profondes en zone tempérée. À titre
d’exemple, la « dehesa espagnole » est un système agrosylvopastoral du sud-ouest de
l’Espagne remontant au moins à l’époque du moyen-âge (San Miguel Ayanz 1994). Un
autre exemple est la France où des techniques agroforestières, datant du Moyen-Âge
(Poirion et Thomasset 1995), étaient enseignées dans les fermes-écoles nationales en 1867
(Dupraz et Liagre 2008).
Inspirée par la permaculture, la renaissance de l’agroforesterie remonte aux années 1970
(Khasa 2001). Plusieurs définitions ont été proposées, mais la première ayant fait l’objet de
consensus a été celle de Lundgren et Raintree (1982), officiellement adoptée par l’actuel
World Agroforestry Centre (WAC), le International Council for Research in Agroforestry
(ICRAF) à l’époque et qui ont définit l’agroforesterie comme étant « un nom collectif
d'utilisation des terres et des technologies où les plantes ligneuses pérennes (arbres,
arbustes, palmiers, bambous, etc.) sont délibérément utilisées avec les cultures agricoles et /
ou les animaux sur la même unité terrestre de gestion, selon un arrangement spatiale et une
séquence temporelle en particulier ». Cependant, cette définition possède des limites du fait
qu’elle est loin du potentiel de l’agroforesterie comme moyen d’atténuer la déforestation et
de contribuer au développement durable. Ainsi, Leakey (1996) a proposé la définition
suivante: « L’agroforesterie est un système de gestion des ressources naturelles dynamique
et écologique qui, par l’intégration des arbres dans les fermes et les paysages, permet une
production durable et diversifiée, procurant aux paysans des bénéfices sociaux,
économiques et environnementaux accrus ». De ce fait, il ne s’agit pas d’une production
unique ou d’une simple méthode d’aménagement, mais d’un système complexe à plusieurs
composantes, géré d’un point de vue holistique, pour l’obtention d’une production durable
adaptée selon le milieu.
4
De nos jours, l’agroforesterie en milieu tempéré est le résultat d’une récupération des
savoir-faire traditionnels qui, grâce à la recherche scientifique et à l’expérience, ont été
adaptés aux besoins actuels pour faire face aux problèmes socio-économiques et
environnementaux présents en milieu agricole ou forestier (Nair 1993) et issus, en grande
partie, de la Révolution Verte. C’est dans ce cadre qu’est née l’idée de « Révolution
Doublement Verte » (Griffon et Mallet 1999) où l’agroforesterie, par sa nature, peut jouer
un rôle important. Si dans la Révolution Verte il s’agissait de transformer l’écosystème
pour obtenir un système de production le plus homogène possible et à hauts niveaux de
productivité, avec la Révolution doublement Verte, on cherche, au contraire, à maintenir et
reproduire les fonctions naturelles de l’écosystème, afin d’optimiser la production du
système d’un point de vue économique, mais aussi écologique, et donc d’en assurer sa
résilience (Griffon et Mallet 1999).
1.2.1. L’agroforesterie en Colombie-Britannique
En Amérique du Nord, les systèmes agroforestiers pratiqués peuvent être regroupés de la
manière suivante : les haies brise-vent, les systèmes de cultures intercalaires, les bandes
riveraines, les cultures sous couvert forestier et les systèmes sylvopastoraux (ou le
sylvopastoralisme) (Williams et coll. 1997; Duchesne et coll. 2009).
Durant la dernière décennie, l’intérêt pour l’agroforesterie comme système d’utilisation des
terres en Amérique du Nord a augmenté (Lassoie et Buck 1999) en raison d’un besoin
croissant d'équilibrer les revenus à court terme et à long terme pour la sécurité financière
des propriétaires privés. De même, la conscientisation sur la protection de l’environnement
fait appel à la mise en place de systèmes agroforestiers. En C-B, la pratique de
l’agroforesterie est assez récente et les systèmes agroforestiers les plus communs sont le
sylvopastoralisme avec des bovins, des moutons ou des caprins et les cultures sous couvert
forestier avec la cueillette de Produits forestiers non ligneux (PFNL) (G.W. Powell,
communic. pers., juillet 2011) et une forte implication des peuples autochtones (Keefer
2007). Ces derniers ont utilisé les PFNL depuis des temps immémoriaux. De nos jours, un
grand nombre de produits sont encore exploités par les peuples autochtones et représentent
5
un moyen de développement très important. Mais, des défis tels que le régime foncier,
l’accès aux ressources, la protection des droits de propriété intellectuelle et la conservation
des espèces et des écosystèmes forestiers persistent (Turner et Cocksedge 2001). De plus,
comme nous l’avons déjà mentionné la récente infestation par le Dendroctonus ponderosae
peut donner lieu à la mise en place de pratiques agroforestières offrant des alternatives de
diversification des revenus et diminuant donc les risques liés à l’industrie forestière.
Le sylvopastoralisme est défini par Nair (1993) comme étant un « système d’utilisation des
terres dans lequel des arbres ou des arbustes sont combinés avec du bétail et de la
production de pâturage sur une même unité de terre ». Cette définition implique
principalement trois composantes : arbre – bétail – fourrage. On peut caractériser les
systèmes sylvopastoraux selon leurs fonctions (Clason et Sharrow 2000): (1) l’arbre sert à
protéger le bétail dans un système intensif, (2) les pâturages naturels incluent une
composante forestière (arbre ou arbuste), ou (3) le bétail contrôle les herbes adventices des
plantations forestières (Gordon et Newman 1997). Cette dernière approche consiste à faire
brouter le bétail dans une plantation forestière, spécialement de conifères, pour éliminer la
végétation qui est en concurrence avec les essences commerciales (Nair 1993).
1.2.2. La gestion de la végétation par le broutage avec les moutons: « Sheep
Vegetation Management » (SVM)
L’utilisation du bétail comme outil pour la gestion de la végétation compétitrice dans de
jeunes plantations de conifères est une pratique utilisée majoritairement en Amérique du
Nord, en Nouvelle-Zélande et en Australie. Elle est très répandue en terre publique, mais
elle est généralement associée à la dégradation de la forêt due au surpâturage (Williams et
coll. 1997). Les forestiers sont souvent réticents à introduire du bétail dans les forêts à
cause des possibles dommages pouvant être causés aux arbres ainsi que du manque de
données pour évaluer l’efficacité de cette pratique (Sharrow et coll. 1992).
Tandis que le désir de réduire l’utilisation de produits chimiques ou de la machinerie dans
les opérations forestières rend la pratique plus attrayante et socialement acceptable, certains
6
risques tels que la réduction de la qualité de l’eau associée à sa possible contamination à
travers les excréments des animaux domestiques, la prédation du bétail et la transmission
de maladies à la faune ou, vice-versa, au bétail, persistent (Williams et coll. 1997). Les
systèmes sylvopastoraux demandent donc une connaissance précise de sa gestion spatiale et
temporelle afin d’en tirer les meilleurs bénéfices économique, sociaux et environnementaux
(Garrett et coll. 2004).
1.2.2.1. Définition
Il n’existe pas une définition officielle du SVM. Toutefois, Newsome et coll. (1995)
définissent le SVM comme étant une des nombreuses options existant pour la gestion de la
végétation au sein des forêts de conifères, mais à la différence qu’elle est biologique. À
travers le pâturage des moutons, le SVM est l’action de manipuler la végétation et le
microenvironnement afin d’éliminer la concurrence en nutriments, eau et lumière entre les
essences commerciales et la végétation non désirable. Cette méthode peut être utilisée pour
la préparation des sites avant d’implanter les arbres ou bien pour le contrôle de la
végétation concurrentielle au sein des jeunes plantations de conifères (Sharrow 1994;
Newsome et coll. 1995). Cette dernière approche est le sujet de ce projet.
Du fait que cette pratique met en place les composantes arbre - bétail - fourrage au sein du
même système, il s’agit d’une forme de sylvopastoralisme où des interactions de
complémentarité, supplémentarité ou compétition, peuvent avoir lieu (Nair 1993).
L’objectif est de favoriser les interactions positives et de minimiser la compétition.
1.2.2.2. Le SVM au Canada et dans le Monde
Au nord-ouest des États-Unis, des études sur le pâturage des moutons dans des forêts de
Pseudotsuga menziesii ou de Pinus ponderosa, ainsi que dans des plantations de conifères
mixtes, ont été menées (Clason et Sharrow 2000). Carlson et coll. (1994), dans une étude
localisée en Orégon, ont montré un accroissement des jeunes conifères grâce au pâturage
avec des moutons dans une plantation de Pseudotsuga menziesii.
7
En Nouvelle-Zélande, l’intérêt de combiner pâturage et production de bois s’est accru vers
la fin des années 60 (Nair 1993) afin de résoudre des problèmes tels que l’érosion du sol sur
les terrains en pente après la coupe des forêts, ainsi que le manque de pâturage pour les
agriculteurs. Pays pionnier sur l’étude des systèmes sylvopastoraux en milieu tempéré, la
Nouvelle-Zélande pratique le syslvopastoralisme depuis 1969 avec l’utilisation de plusieurs
espèces arborées (Benavides et coll. 2008). Parmi celles-ci, le Pinus radiata a été l’espèce
prédominante lors de la mise en place de systèmes sylvopastoraux (Knowles 1991).
En Australie, le sylvopastoralisme est pratiqué dans des plantations d’eucalyptus et de
Pinus radiata (Nair 1993). En effet, l’intégration des arbres au sein des systèmes agricoles
permet la durabilité et la rentabilité des fermes dans la région tempérée de l’Australieoccidentale (Moore et Bird 1997). Toutefois, on assiste à une dégradation et une
déforestation progressives des terres depuis environ deux cents ans, conséquences de la
forte pression exercée par l’agriculture conventionnelle. Cette perte de couverture arborée,
qui concerne surtout des espèces indigènes à racines profondes, entraîne des problèmes
environnementaux, à savoir une salinisation des terres agricoles, une érosion éolienne et
hydrique des sols, une acidification des sols, une perte de structure du sol et une diminution
de la fertilité du sol. Les coûts annuels de restauration de sols dégradés peuvent atteindre un
montant de 600 millions de dollars australiens (Moore et Bird 1997).
Au Canada, le SVM se pratique dans les provinces de l’Alberta, de l’Ontario et de la C-B.
En C-B, l’utilisation des moutons comme outil pour la gestion de la végétation est assez
récente : la technique du SVM a été introduite en 1984 dans les forêts de la région de
Cariboo (Newsome et coll. 1995; BC Ministry of Forests and Range 2002). À partir de
cette année, cette option a été utilisée pour la préparation des sites ou encore pour le
contrôle de la végétation concurrentielle de plantations de jeunes conifères dans six régions
forestières de la C-B. En effet, 200 contrats opérationnels ont été complétés dans 20
districts forestiers. Pendant la période de 1990 à 2000, 5 000 à 6 000 ha de superficie
forestière ont été pâturés chaque année (BC Ministry of Forest 2000). C’est en 1994 que la
superficie traitée a atteint son pic avec 45 000 moutons ayant pâturé une superficie de 9 500
ha de plantations de jeunes conifères (Boateng 2007). On constate à partir de cette année
une décroissance de la superficie traitée: d’après des données du BC Ministry of Forests
8
(2001-2005), la superficie traitée par des moutons était de 4 360 ha en 2001 et de 1 950 ha
en 2005, avec l’emploi de 7 475 moutons et 725 chèvres en 2005.
Si la pratique est récente en C-B, le Québec ne présente pour sa part que quelques
expériences qui n’ont pas été poursuivies. C’est le cas de l’essai réalisé dans l’ancienne
forêt modèle du Bas-Saint-Laurent où l’adoption, en 1991, d’un code d’éthique
environnemental interdisant l’utilisation d’herbicides avait suscité un intérêt pour
l’adoption de stratégies alternatives à la gestion de la végétation compétitrice (Belleau et
Bell 1997).
Parallèlement à cela, les fermiers assistent à des difficultés économiques, notamment à
cause de la baisse de la valeur des produits traditionnels, à savoir le blé ou le bois, et d’une
augmentation des coûts de production (Moore et Bird 1997). Le sylvopastoralisme, qui
présente la possibilité de diversifier les revenus des producteurs, est vu comme une pratique
pouvant surmonter ces difficultés économiques.
1.2.2.3. SVM et croissance des jeunes conifères
La première étude concernant ce projet met en relation le SVM et la croissance des jeunes
conifères. Ainsi, des relations entre les différentes composantes du système arbre – fourrage
(végétation adventice) – bétail, sont étudiées. L’objectif premier de l’utilisation du SVM est
d’arriver à un équilibre favorisant les différentes composantes du système. Ainsi, les
moutons profitent d’une ressource naturelle pour leur propre nutrition (généralement, une
saison de SVM s’étale du printemps à l’été), tout en éliminant la concurrence exercée par la
strate herbacée sur les jeunes conifères, ce qui permet la survie et la croissance de ces
derniers. Cette réduction de la végétation compétitrice doit se réaliser de façon à minimiser
les possibles dommages aux arbres. Quand la plantation est jeune, la lumière n’est pas
interceptée par les arbres, ce qui favorise la croissance des herbes adventices, d’où la
nécessité d’utiliser les moutons pour limiter la concurrence avec les arbres. Lorsque la
plantation devient plus âgée, la structure de l’arbre, et particulièrement la forme de son
houppier, empêche la pénétration des rayons lumineux à l’intérieur de la forêt, ce qui
9
permet un contrôle de la croissance de la strate herbacée. Quand la plantation est établie, les
moutons ne sont plus nécessaires étant donné que l’on considère que la plantation peut
pousser sans concurrence de la végétation adjacente. Le but est de réduire le temps
nécessaire pour atteindre le statut de « forêt établie ».
1.2.2.3.1. Les effets positifs du SVM
Le manque de connaissances et de données scientifiques empêche d’examiner l’efficacité
du SVM pour la croissance des conifères, ce qui limite la mise en place du système. Peu
d’études ont été réalisées concernant l’influence du SVM sur la croissance des conifères et
celles-ci se concentrent, de manière générale, dans les états de l’Oregon et de Washington
(Williams et coll. 1997). Les recommandations spécifiques ainsi que les principes généraux
de l’utilisation du SVM ont été revus par Doescher et coll. (1987), Sharrow (1994) et
Newsome et coll. (1995). La revue de Sharrow (1994) indique que l’utilisation de moutons
pour la maîtrise biologique des herbes adventices est une méthode efficace qui favorise la
croissance des jeunes conifères : des expériences dans des forêts de Pinus ponderosa,
Pseudotsuga menziesii, Pinus radiata, Pinus lambertiana, Picea glauca et Tsuga
heterophylla, montrent cet effet. À titre d’exemple, Sharrow et coll. (1989) ont démontré un
accroissement de 5 % en hauteur et de 7 % en diamètre pour des Pseudotsuga menziesii,
trois ans suite au passage du troupeau. De même, l’effet net du pâturage (correspondant aux
effets négatifs du pâturage combinés aux effets positifs de la réduction de la végétation
concurrentielle) montre un accroissement de 6 % en hauteur et de 22 % du diamètre à
hauteur de poitrine (DHP) pour des Pseudotsuga menziesii (Sharrow et coll. 1992). Dans
une étude sur une plantation d’épinettes, Ellen (1990) signale une augmentation de 5 % de
la hauteur et de 13 % du diamètre des arbres ainsi qu’un taux de mortalité de 5 % comme
résultats obtenus après un suivi de deux ans. D’après Clason et Sharrow (2000), quand le
traitement est bien appliqué (moment optimal, intensité et durée du pâturage et type
d’animal), une augmentation du taux de croissance des jeunes conifères de 5 à 10 % peut
être atteinte.
10
1.2.2.3.2. Mortalité et dommages
Les moutons peuvent être responsables de la mortalité ou bien empêcher la croissance des
jeunes conifères. Ces impacts sont dus, majoritairement, au broutage des feuilles et des
bourgeons tendres et, dans une moindre mesure, à l’écorçage. Pour ce dernier, les
incidences du pâturage dans la forêt sont négligeables, à l’exception des zones où le bétail
est trop concentré, par exemple dans les litières où logent les animaux (Sharrow 1994).
D’après Sharrow (1994), le dommage le plus notable est celui de la réduction de la
croissance des arbres plus que la mortalité de ceux-ci. Sharrow et coll. (1992) ont observé
qu’il n’y a pas de mortalité d’arbres dans une plantation de Pseudotsuga menziesii âgée de
3 à 4 ans, broutée par des cerfs et des moutons, même si les arbres ont perdu leurs
nouvelles aiguilles pendant deux années consécutives. En ce qui a trait au Pinus ponderosa,
les arbres qui ont été totalement défoliés par le broutage meurent généralement, tandis que
lorsqu’un seul faisceau d’aiguilles parvient à survivre, l’arbre survit.
Toutefois, divers facteurs sont responsables des dommages causés par le pâturage sur les
jeunes conifères. Parmi ceux-ci, il existe une variation de la tolérance à la défoliation selon
la partie de l’arbre qui est affectée. Les conifères tolèrent un niveau considérable de
défoliation des branches latérales : pour que l’on observe une réduction mesurable de la
croissance, il faut que plus de 50 % d’aiguilles des arbres soient éliminées (Sharrow 1994).
Par contre, si le bourgeon terminal reste intact, il n’y a pas de réduction de la croissance en
hauteur, mais une réduction de 1,5 % sur le diamètre après 75 % de défoliation latérale sur
de jeunes Pseudotsuga menziesii (Sharrow 1994).
D’autre part, les espèces de conifères présentes ainsi que leur âge ont une influence sur les
dommages causés par les moutons. Ainsi, il existe des espèces qui sont plus appétissantes
que d’autres. À titre d’exemple, le Tableau 1 nous indique que l’épinette (« Spruce ») est
une espèce qui présente une faible digestibilité. Par contre, les pins (« Lodgepole pine » ou
« Western white pine ») sont plus appétissants.
11
Tableau 1 Susceptibilité relative des jeunes conifères à être broutés et sensibilité aux effets
de broutagea
Préférence
du mouton
selon
l'espèce de
Espèce d'arbre
conifère
Épinette
Basb
Sapin de Douglas
Côtier
modéré
Intérieur
modéré
Pin tordu
élevé
d
Pin argenté
élevé
d
Sapin géant
bas
Cèdre de l'ouestd
bas
a
Stade de croissance des plants
Petits plants
Grands plants
<1m
>1m
Plants
< 1 an
3c
Tendre
3
Endurcie
1
Tendre
2
Endurcie
1
5
?
3
?
1
?
5
3
5
4
1
2
3
3
3
?
1
N/A
4
2 ou 4
?
?
1
?
2
2
?
?
1
N/A
Un certain nombre d’études provinciales ainsi qu’une étude américaine ont été utilisés pour développer ce
tableau: Sharrow et Leininger (1983), Ellen (1988), Lousier (1990), Lousier (1991), Bancroft (1992a, 1992b),
Sutherland et coll. (1992). Ken Gilbert (communic. pers. 1993).
b
Indique la préférence relative du broutage des conifères par les moutons.
c
Coefficients de préférence: 1- Bas (dommage minimal); 2- Moyennement bas (dommage latéral mineur); 3-
Modéré (dommage latéral et de la tige principale mineur); 4- Moyennement élevé (dommage latéral majeur);
5- Élevé (dommage latéral et de la tige principale majeur; et ?- Information non disponible.
d
Données très limitées.
Source: tableau adapté d’après Newsome et coll. (1995).
De plus, il existe différentes classes de sensibilité au broutage selon le stade de croissance
et l’espèce. On constate que les dommages sont généralement plus importants quand les
plants n’ont pas atteint l’âge d’un an ou lorsque leur taille est inférieure à un mètre. L’âge
du conifère est donc un facteur important. En règle générale, quand l’arbre atteint un mètre
de hauteur, il ne risque plus d’être endommagé par les moutons (Newsome 1995). Cela est
dû au fait que les moutons n’atteignent plus les bourgeons terminaux des conifères, c'est-àdire la partie la plus sensible au prélèvement. La mortalité ou la réduction de croissance des
jeunes conifères sont beaucoup plus susceptibles de survenir en cas de perte du bourgeon
terminal que lors de la perte du feuillage latéral (Sharrow et coll. 1992).
12
La présence fourragère (qualité et quantité) dans les sites sélectionnés pour le broutage est
un aspect très important. Il faut non seulement avoir la quantité suffisante de végétation
pour combler les besoins alimentaires des moutons, mais aussi, que celle-ci soit de qualité,
à savoir, fraîche et appétissante. Le MoFLNRO possède une série de tableaux présentant les
qualités organoleptiques des espèces végétales ainsi que les espèces toxiques pour les
moutons (BC Ministry of Forests and Range 2001).
Enfin, le type (âge et sexe) de mouton ainsi que sa race sont des facteurs à prendre en
compte pour minimiser les dommages causés aux jeunes conifères (Sharrow 1994;
Newsome et coll. 1995). En ce qui a trait à l’âge, McKinnell (1975) a montré que les brebis
antenaises (mâle ou femelle de 12 à 16 mois) sont plus sujettes à brouter les arbustes et les
jeunes conifères que les brebis plus âgées ou les agneaux, au sein d’une même espèce. De
plus, Newsome et coll. (1995) assurent que les troupeaux qui ont déjà connu cette pratique
sont plus faciles à conduire que ceux qui n’ont pas d’expérience dans des plantations
forestières. Les races Merino, Rambouillet, Columbia et Corriedale ont tendance à former
des troupeaux fermés, sont plus faciles à conduire et réalisent un pâturage plus uniforme
que les races Dorset, Romney, Suffolk, Cheviots et Hampshire qui, généralement, ne
pâturent pas ensembles aussi bien (Sharrow 1994 ; Newsome et coll. 1995).
1.2.2.4. SVM et rentabilité
La deuxième étude de ce projet s’intéresse à la rentabilité du SVM dans de jeunes
plantations forestières de conifères. L’analyse économique des SAFs est complexe étant
donné la présence des différentes composantes au sein d’un même système qui proviennent
de l’intégration de l’agriculture et de la foresterie, (Filius 1982). Dans le cas du SVM, la
composante agricole correspond au bétail utilisé (le mouton), et la composante forestière
correspond aux espèces commerciales de conifères. Ainsi, il s’agit de trouver le meilleur
équilibre possible afin que des relations de complémentarité ou de supplémentarité entre les
différentes composantes aient lieu, pour obtenir des bénéfices socio-économiques. Cette
complexité demande donc une connaissance exhaustive dans différents domaines compte
tenu des interrelations qui peuvent avoir lieu entre les différentes composantes.
13
L’analyse économique permet d’aider les acteurs du projet à la prise de décision. Toutefois,
les analyses économiques en agroforesterie ont certaines limites, à savoir: le nombre et la
diversité de données nécessaires; et le temps nécessaire à l’obtention de ces données étant
donné que l’on se situe à long terme, c’est-à-dire, à différents horizons temporelles
(Klemperer 1996). La présence d’une composante agricole, dans ce cas le mouton duquel
on peut obtenir de la viande ou de la laine, pourrait nous donner un horizon de temps plus
court par l’obtention de bénéfices à court terme. Le manque de données quantifiables nous
amène à chercher d’autres alternatives qui nous permettent d’obtenir des résultats fiables.
Garcia (1996) a développé une alternative simple à l’analyse de la rentabilité des méthodes
de maîtrise de la végétation en milieu forestier, qui ne nécessite pas un nombre élevé de
données. Les données utilisées correspondent aux coûts d’établissement et aux revenus
attendus en fin de rotation lors de la coupe. L’analyse exige aussi la fixation de paramètres
tels que le taux d’intérêt, les flux monétaires ou la période de rotation. L’analyse réalisée ne
considère pas la composante agricole (produits issus du bétail) étant donné que l’on se situe
du point de vue du gestionnaire forestier, dans ce cas le MoFLNRO.
L’objectif du MoFLNRO est de maîtriser la végétation qui entre en concurrence avec les
jeunes conifères, à des coûts raisonnables, pour l’obtention de bois de qualité en fin de
rotation. Le gestionnaire forestier signe un contrat avec le berger à chaque saison de
pâturage (printemps-été), comme s’il s’agissait d’une autre méthode de gestion de la
végétation. Ainsi, un montant de 1,70 CAD par tête et par jour est payé au berger. Divers
bénéfices découlent de cette pratique. Le SVM est une pratique sylvopastorale qui permet
une diversification des revenus tout en réduisant les risques issus de facteurs externes non
contrôlables tels que la fluctuation des prix courants, la présence de ravageurs ou de
maladies et les catastrophes naturelles. Les bénéfices tangibles issus de ce système
correspondent au bois issu des conifères, aux produits dérivés du bétail, comme la viande et
la laine et au fourrage issu de la strate herbacée, dont le berger bénéficie. Toutefois, ce
système met l’accent sur l’obtention de bois de qualité comme production primaire, ce qui
peut avoir des répercussions sur la qualité du fourrage et donner lieu à une qualité de viande
inadéquate dépendamment des ressources fourragères existantes (Nair 1993).
14
Un autre aspect qui n’est pas inclus dans cette analyse, mais qui offre des bénéfices
intangibles, est le côté environnemental souvent non monétisé et qui peut jouer un rôle très
important lors de la mise en place d’une nouvelle méthode agroforestière.
1.2.2.4.1. Comparaison avec d’autres méthodes
Plusieurs méthodes existent pour la gestion de la végétation concurrentielle dans des
plantations forestières, à savoir: l’application d’herbicides, la lutte mécanique ou manuelle,
ainsi que le brûlage dirigé et la lutte biologique. Cette dernière fait référence au SVM. La
durée d’une saison de pâturage varie en fonction de la taille du troupeau, des conditions du
site et de la météorologie. Avec une taille moyenne allant de 1 230 à 1 500 têtes, la
productivité moyenne (nombre d’hectares pâturés par jour) de 2001 à 2005 en C-B, est
approximativement de 5,1 (Tableau 2, Boateng 2007).
Tableau 2 Nombre d’hectares pâturées par jour par les moutons dans des plantations
forestières en C-B de 2001 à 2005
Année
2001
2002
2003
2004
2005
Taille du troupeau de moutons
Intervalle
Moyenne
900-3600
1470
600-2900
1230
900-2900
1430
560-1550
1250
725-2150
1500
Taux de Productivité (ha/jour)
Intervalle
Moyenne
3,1-10,7
5,3
3,2-7,2
5,5
2,2-6,3
5,2
1,6-6,5
4,6
1,6-8,3
5,1
Source: Boateng 2007.
Les producteurs sont employés et payés par les promoteurs, c’est-à-dire le BC MoFLNRO
comme s’il s’agissait d’un débroussaillage chimique, mécanique ou manuel. Le prix reçu
par l’entrepreneur durant une saison était, de 1991 à 2006, entre 350 et 390 CAD par ha, en
moyenne, avec un prix minimum de 230 CAD par ha et maximum de 640 CAD par ha. Ces
coûts dépendent du prix du bétail sur le marché, de la disponibilité des entrepreneurs et du
transport, entre autres facteurs. Ils diminuent en présence de contrats multi-annuels ainsi
que lors de l’utilisation de troupeaux appropriés, c’est-à-dire des troupeaux qui ont
l’habitude de pâturer dans des plantations forestières (Foster 1998). On estime que depuis
15
1991, un total de 28 millions de CAD a été payé aux entrepreneurs employés en C-B
(Boateng 2007). En 1994, l’année où la superficie traitée a atteint son pic, environ 3,5
millions CAD ont été payés aux entrepreneurs.
Si l’on compare les coûts de la méthode biologique (coûts totaux pour déclarer une
plantation établie) à ceux d’un traitement chimique ou manuel, ils sont plus élevés que le
traitement avec herbicide, mais inférieurs au traitement manuel. Cela s’explique par le fait
qu’avec les traitements manuels et biologiques, deux à trois saisons de débroussaillage ou
de pâturage sont requises, tandis que pour le traitement avec herbicide, une seule
application est suffisante, d’autant plus que celui-ci est appliqué de façon aérienne. Le
Tableau 3 montre en fait que le traitement biologique est deux fois plus coûteux que le
traitement avec herbicides. Cependant, il faut considérer l’aspect contaminant des
herbicides et ainsi comptabiliser les biens et services environnementaux (BSE) procurés par
la méthode biologique. Il importe de noter que les coûts de la méthode mécanique sont les
plus élevés parmi les quatre méthodes données comme exemple ci-dessous (Boateng 2007).
Tableau 3 Comparaison des coûts moyens des différentes techniques de dégagement de la
végétation pour parvenir à gérer les herbes adventices dans des plantations forestières en CB
Méthode
Biologique
Herbicide
Manuelle
Mécanique
Coût moyen par hectare
Un seul traitement
Estimé pour déclarer forêt établie
$350
$875
$375
$410
$540
$1350
$570
$1425
Source: Boateng 2007.
Cependant, il existe certains facteurs à considérer pour bien réussir la méthode biologique
puisque celle-ci est souvent plus complexe que les autres pratiques étant donné qu’on a
affaire avec du bétail ayant des besoins spécifiques. Parmi ces facteurs, on peut citer, le
choix des sites à pâturer, lié à l’abondance et à la qualité des espèces végétales, qui doivent
être « palatables », la connaissance et l’expertise du berger, la protection des zones
16
tampons, par exemple en bordure des cours d’eau, le taux de charge, afin d’éviter de
possibles dommages aux arbres, la présence de marchés pour la viande ou la laine et la
période du traitement, qui de façon générale a lieu le plus tôt possible pour que la
végétation compétitrice n’ait pas eu le temps d’utiliser l’humidité présente dans le sol.
Toute cette logistique doit être maîtrisée et incluse dans les coûts liés à la pratique. Malgré
la complexité que présente l'agroforesterie, Altieri (1987) estime que l’association d’une
composante à long terme (le bois) avec une composante à court terme (culture annuelle ou
bétail), créent une stabilité qui n’est pas présente dans la plupart des pratiques
monospécifiques (monocultures).
1.2.2.4.2 Aspects non monétisés
Comme cela a déjà été mentionné, tout système agroforestier peut présenter des interactions
complémentaires, supplémentaires ou compétitives (Filius 1982). Pour que le système mis
en place soit rentable, il est nécessaire que ces interactions soient complémentaires ou
supplémentaires. Ainsi, les SAFs présentent, dans certains cas, moins de risques que les
monocultures agricoles ou forestières. Étant donné que ces systèmes possèdent différentes
composantes, ils permettent de diversifier les revenus grâce à l’obtention de produits variés.
À titre d’exemple, au centre-nord de la C-B, les rotations forestières des plantations de
conifères sont souvent longues, pouvant varier de 60 à 160 ans avec une moyenne de 110
ans (S. Salokannel, communic. pers., novembre 2011). Ainsi, l’intégration des composantes
arbre -fourrage-bétail au sein d’un même système permet d’obtenir un flux constant de
produits commercialisables tout en conservant la productivité à long terme (Clason et
Sharrow 2000).
Les SAFs fournissent des extrants tangibles (c’est-à-dire alimentation humaine, produits du
bois, fourrage pour le bétail), mais aussi des extrants intangibles appelés Biens et services
environnementaux (BSE) (c’est-à-dire conservation du sol, amélioration de la qualité de
l’air, de l’eau et du climat, présence d'espaces de récréation, préservation des espèces et
d’un habitat propice à la faune, conservation de la biodiversité et contribution à
l’embellissement du paysage), qui sont difficiles à monétiser étant donné la difficulté de
leur donner une valeur chiffrée (Klemperer 1996). C’est en raison du manque de bénéfices
17
tangibles directs pour le propriétaire terrien que les BSE ont du mal à se développer sur le
marché privé puisque ces biens et services publics touchent plutôt la société en général.
Cependant, donner une valeur monétisée aux BSE permet aux gestionnaires d’inclure ces
derniers dans le rapport financier pour ainsi connaître la rentabilité du système à tous les
niveaux. De plus, internaliser les BSE pourrait bénéficier aux producteurs, ce qui
favoriserait l’adoption des SAFs (Alavalapati 2004).
Le SVM, à la différence des autres méthodes (c’est-à-dire chimique, mécanique, brûlage),
procure des BSE (ou des bénéfices intangibles), notamment la fertilisation et la
conservation du sol, la réduction de la pollution de l’eau et de l’air, tout en favorisant une
meilleure acceptation sociale des pratiques agricoles et forestières. À ces bénéfices,
viennent s’ajouter les services des arbres lors de la séquestration de carbone. Ces services
peuvent être payés par des crédits carbone: la valeur marchande globale est comprise entre
2,45 $ et 18,00 $/ Mg de CO2 séquestré (Parcell 2000; cité par Garrett 2004). Une étude
menée par Alavalapati (2004) qui compare un système sylvopastoral avec une ferme
conventionnelle, démontre qu’en incluant les services environnementaux, le système
agroforestier est plus rentable que le système conventionnel. Des marchés de BSE ainsi que
des politiques doivent toutefois être créés pour que les propriétaires puissent tirer profit de
l’amélioration de la qualité de l’air, par exemple, et obtenir ainsi des revenus supérieurs. Ils
doivent aussi vouloir adopter une nouvelle pratique, ce qui demande un certain
apprentissage de l’entreprenariat. De son côté, la société joue aussi un rôle important en
décidant combien elle est disposée à payer pour des BSE donnés ce qui permet d’attribuer
une valeur à ces derniers. Malheureusement, ces bénéfices ne sont pas inclus dans l’analyse
économique de ce travail à cause de l’inexistence de données.
1.2.2.4.2 Les outils d’évaluation économique
Plusieurs outils, dits indicateurs de performance économique, sont utilisés lors des analyses
économiques. Parmi ceux-ci, on peut mentionner la Valeur actuelle nette (VAN), le revenu
net, le ratio Bénéfice-Coût (ratio B/C) et le Taux interne de rendement (TIR) (Franzel 2005;
Jain et Singh 2000). Cependant, lors de la présente étude, les outils qui ont été utilisés sont
la propension à payer (Willigness to Pay for Land, WPL) ou le critère de Faustmann (Land
18
Expectation Value, LEV), le coût additionnel relatif actuel (Actual Relative Additional
Cost, ARAC) et le coût additionnel relatif du seuil de rentabilité (Break-even Relative
Additional Cost, BeRAC). Le choix de ces indicateurs de performance économique a été
réalisé en fonction de la disponibilité des données. Ainsi, l’approche de Garcia (1996), qui
est relativement simple et qui demande peu de données, a été utilisée. Des analyses de
sensibilité sur différentes variables, telles que le taux d’intérêt, la période de rotation, les
revenus, les coûts d’établissement et les coûts liés au pâturage, ont été menées par la suite.
Land Expectation Value (LEV)
Partant d’une terre nue (c’est-à-dire avant que la plantation soit instaurée), le LEV
correspond à la VAN de tous les flux de trésorerie futurs actualisés à un Taux minimum de
rendement acceptable (MRA). Ainsi, le LEV est le maximum qu'un acheteur peut payer
pour la terre tout en continuant à gagner le MRA. Le LEV est généralement exprimé en
dollars par unité de surface, par exemple en $/ha.
La formule du LEV développée par Faustmann (1849) est la suivante :
∑
∑
Où Ry = revenu de l’année y, $/ha; Cy = coûts de l’année y, $/ha; y = années de 0 à t; t =
période de rotation; i = taux d’intérêt; % et (a-c) = flux de trésorerie net annuel.
Les règles de décision pour utiliser ce critère dans le cas des projets indépendants, sont les
suivantes :
Si
LEV > 0, on accepte le projet
LEV = 0, on est indifférent au projet
LEV < 0, on rejette le projet
Si les projets sont mutuellement exclusifs, on choisit celui dont le LEV positif est le plus
élevé (Guo et coll. 2006).
19
Break-even Relative Additional Cost (BeRAC)
Dans la présente étude, le BeRAC correspond au seuil de rentabilité des coûts additionnels
d’une nouvelle méthode, relatif à la valeur d’un peuplement forestier qui vient d’être établi
(Garcia 1996):
Où i est le taux d’intérêt et δ le temps gagné pour la coupe.
Actual Relative Additional Cost (ARAC)
Dans la présente étude, le ARAC d’un nouveau traitement correspond au coût du nouveau
traitement relatif à la valeur d’un nouveau peuplement forestier établi (Garcia 1996; Opio et
coll. 2009):
Où C est le nouveau coût total ($/ha), C le coût d’établissement ($/ha) et L le LEV ($/ha).
Les règles de décision pour utiliser ces deux derniers critères dans le cas des projets
indépendants, sont les suivantes:
Si
ARAC < BeRAC, le nouveau traitement est rentable
ARAC = BeRAC, on est indifférent à l’application du nouveau traitement
ARAC > BeRAC, le nouveau traitement n’est pas rentable
Analyse de sensibilité
En faisant varier différentes variables d’entrée telles que le taux d’intérêt ou les flux de
trésorerie, une fourchette de VAN ou LEV peut être calculée (Klemperer 1996; Franzel
2005). Cette analyse montre la sensibilité du résultat (c’est-à-dire LEV) à la variation
d’intrants sélectionnés et permet de choisir le meilleur scénario selon les critères du
promoteur (c’est-à-dire la meilleure rentabilité).
20
1.3.
OBJECTIFS ET HYPOTHÈSES DE RECHERCHE
1.3.1. Objectifs de recherche
Les objectifs de recherche concernent la réponse de croissance des jeunes conifères et la
rentabilité suite à différents nombres de pâturages appliqués.
Croissance
Ocr1: Évaluer la croissance de l’épinette hybride (Picea glauca x engelmannii) après deux
pâturages consécutifs (durant deux années) avec des moutons dans de jeunes plantations
forestières de conifères.
Rentabilité
Ort1: Évaluer la rentabilité du nombre de pâturages optimal (1 ou 2) par des moutons pour
éliminer la concurrence des herbes adventices au sein des plantations forestières de jeunes
conifères.
1.3.2. Hypothèses de recherche
Croissance
Hcr1 : La gestion des herbes adventices par les moutons favorise la croissance des jeunes
conifères.
Rentabilité
Hrt1: La rentabilité est la même pour les deux traitements (1 ou 2 pâturages).
1.4.
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24
CHAPITRE II
SHEEP VEGETATION MANAGEMENT FOR
CONTROLLING COMPETING VEGETATION
IN YOUNG CONIFER PLANTATIONS IN THE
CENTRAL INTERIOR OF BRITISH
COLUMBIA, CANADA
25
2.1.
RÉSUMÉ
Le Sheep Vegetation Management (SVM) est une méthode relativement récente en C-B. De
ce fait, le manque de données scientifiques empêche d’examiner ses bénéfices sur la
croissance des conifères. Les données ont été collectées dans des blocs ayant été pâturés
durant deux années consécutives (2005 et 2006) et dans des blocs non pâturés. Ces blocs
correspondent à de jeunes plantations de conifères de pin tordu (Pinus contorta) et
d’épinette hybride (Picea glauca x P. engelmannii). Notre objectif principal est de
déterminer si le pâturage par les moutons favorise la croissance de l’épinette hybride. Nous
avons mesuré la hauteur totale (TH), le diamètre à une hauteur de 15 cm au-dessus du collet
(ø15cm) et la longueur internodale cumulée (IL). Le Rapport hauteur/diamètre (HDR) a été
calculé pour déterminer si les jeunes plants d’épinette hybride ont tendance à pousser plus
en hauteur ou en diamètre. La IL a été calculée à partir du nœud correspondant à l’année
2002 jusqu’à l’année 2010 pour chacun des nœuds (position 2 à 10). Le pâturage n’a pas eu
d’effet significatif sur la croissance en diamètre (P = 0,2938), la TH (P = 0,3887) ou pour
le HDR (P = 0,2757). Par contre, la IL a eu un effet significatif après le deuxième pâturage
de 2006, c’est-à-dire pour les positions 6 (P = 0,0182), 7 (P = 0,0301), 8 (P = 0,0002), 9 (P
< .0001) et 10 (P < .0001). D’un point de vue biologique, sur les sites où l’étude a eu lieu,
nos résultats suggèrent que le SVM peut être un outil pour la gestion de la végétation
compétitrice dans des plantations de conifères. Pour mieux comprendre les bénéfices
sylvicoles et écologiques du SVM, des études doivent être réalisées sur d’autres espèces
comme le pin tordu et dans d’autres zones biogéoclimatiques.
26
2.2.
ABSTRACT
In British Columbia, Sheep Vegetation Management (SVM) is a relatively new technique;
thus, limited data are available for examining its benefits on conifer growth. We collected
field data from grazed (2005 and 2006) and ungrazed blocks established in young conifermixed plantations of lodgepole pine (Pinus contorta) and hybrid spruce (Picea glauca x P.
engelmannii). Our main objective was to determine if sheep grazing had a significant effect
on the growth of hybrid spruce. We measured total height (TH), stem diameter at 15 cm
height above the root collar (ø15cm), and cumulative internodal length (IL).
Height/diameter ratio (HDR) was calculated to determine if seedlings prioritised growth in
terms of height or diameter. Cumulative IL was calculated from the node corresponding to
the year 2002 to 2010 for every node (positions 2 to 10). Grazing treatment did not affect
diameter (P = 0.2938), TH (P = 0.3887) or HDR (P = 0.2757); but IL was significantly
affected after grazing in 2006 for positions 6 (P = 0.0182), 7 (P = 0.0301), 8 (P = 0.0002),
9 (P < .0001) and 10 (P < .0001). Based on our results, we suggest that, from a biological
point of view and given site characteristics, SVM could be an effective method for
controlling competing vegetation in conifer plantations. To fully understand the
silvicultural and ecological benefits of SVM, more research should be done on other
species such as lodgepole pine and in other biogeoclimatic zones.
27
2.3.
INTRODUCTION
The presence of some vegetation cover in young plantations is important for protecting
soils from erosion, enhancing soil physical and chemical properties, reducing some types of
pest damage, and providing forage for wildlife and domestic livestock (Comeau et al.
1993). Once this vegetation reaches sufficient height, cover and density, it can cause
mortality and limit the growth of tree saplings by competing for light, water, and nutrients.
It also causes physical damage to crop seedlings, by altering the microclimate or
harbouring undesirable rodents and other organisms that could damage crop trees. In
British Columbia (BC), a crop tree is defined as a “healthy tree of a species that is
ecologically suitable for the site and economically valuable (BCMFR 2008).” In mixed
conifer plantations of the central interior of BC, major plant competitors include aspen
(Populus tremuloides Michaux), bluejoint grass (Calamagrostis canadensis (Michaux)
Beauv.), fireweed (Epilobium angustifolium L.), and a variety of shrubs (Lieffers and Stadt
1994). Bluejoint and fireweed are perennial herbs that can reach heights of 0.8 to 2.0 m
within 2-4 years after clear-cutting (Comeau et al. 1993). Even when these herbs are < 1 m
tall, they can compete with and incur damage to crop trees.
Different methods are used in BC for controlling competing vegetation in young conifer
plantations. These include manual and mechanical techniques, chemical techniques
involving registered forest herbicides, prescribed burning for site preparation, and
biological techniques that use livestock such as sheep or goats. The main objective of these
methods is to attain free-growing status for seedlings, where they are healthy and free from
competition that would otherwise impede their growth. Over the last 20 years, there has
been a willingness to reduce the use of herbicides, mechanical practices and fire in forest
operations (Nair 1993), due to environmental concerns and social acceptability.
Agroforestry, which is defined by Leakey (1996) as a “dynamic, ecologically based, natural
resource management system that, through the integration of trees in farm and rangeland,
diversifies and sustains smallholder production for increased social, economic and
environmental benefits”, appears to be a viable alternative for sustainable development.
Sheep Vegetation Management (SVM) is a form of silvopastoralism (an agroforestry
28
system) that uses sheep to control competing vegetation, thereby promoting crop seedling
growth. Thus, it can be used for site preparation or vegetation control in young conifer
plantations. Within BC, this technology was first applied in the Cariboo Forest Region in
the early 1980’s (Newsome et al. 1995). The current study focuses on the use of SVM for
vegetation control in young conifer plantations.
Many practitioners agree that SVM is an effective tool for vegetation control (Fraser et al.
2001; Boateng 2007; S. Salokannel, pers. comm., June 2011; P. Forsythe, pers. comm.,
August 2011). Yet, as it is a relatively new technique in BC, limited data are available to
examine the effectiveness of SVM on conifer growth (Newsome et al. 1995). Furthermore,
sheep can potentially damage young conifer seedlings. As such, forest managers
traditionally have been reluctant to use livestock in their forest plantations (Sharrow et al.
1992b). Moreover, socio-economic factors hinder the implementation of this technique.
Opio et al. (2001) examined the factors that affect SVM use in BC and concluded that the
practice is limited by the lack of infrastructure to support sheep farms, the need for longterm contracts to ensure farmer confidence, and farmer perceptions of the profitability of
SVM.
Studies that examine tree growth response to SVM practices have been principally
concentrated in the northwestern United States (Williams et al. 1997). Such studies have
also produced equivocal results. Studies conducted in Oregon (USA) by Sharrow et al.
(1989, 1992a,b) on plantations of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco)
showed that sheep can be effectively used as a biological control tool for vegetation
management. Vasiliauskas and Luke (2000), however, determined that sheep grazing was
not a suitable vegetation management tool in various conifer plantations of northeastern
Ontario. In a comparison between a forestry culture (Douglas-fir) and a silvopastoral
system (clover and sheep grazing), Carlson et al. (1994) found no significant differences in
tree growth response (height and diameter) to SVM. Jaindl and Sharrow (1988) determined
that sheep grazing is effective for site preparation, but ineffective for young seedling
establishment. Specific recommendations and general principles regarding the use of SVM
29
have been reviewed by Doescher et al. (1987), Sharrow (1994), Newsome et al. (1995),
Foster (1998), and BCMFR (2000).
Because vegetation release can help to control water, nutrients and light competition
between weeds and seedlings, the objective of this study was to evaluate the growth of
hybrid spruce [Picea glauca (Moench) Voss x Picea engelmannii Parry ex Engelmann]
after two consecutive grazing treatments with sheep in young conifer plantations in the
central interior of BC. We hypothesize that sheep grazing enhance seedling’s growth.
2.4.
MATERIALS AND METHODS
2.4.1. Study site
The study was conducted in the Fort St. James Forest District, about 150 km northwest of
Prince George, BC. Data were taken from three mixed conifer plantations, which were
located in Rainbow (54°56’18’’N to 54°56’ 26”N; 124°03’38”W to 124°04’49”W), Inzana
Lake (54°59’24”N, 124°33’42”W), and Nation Lakes (55°12’53”N, 124°32’14”W). These
plantations (Figure 1) were established in 2001, and are within the operating area of BC
Timber Sales (BCTS).
30
Figure 1. Locations of the study sites2 (see “Annexe I”).
2
Map adapted from the BCTS web site https://www.for.gov.bc.ca/bcts/maps/TSN.htm, accessed 24
September 2012.
31
The sites were young conifer-mixed plantations of lodgepole pine (Pinus contorta subsp.
latifolia Douglas ex Loudon) and hybrid spruce (see “Annexe II”), with some natural
regeneration of aspen, balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.), and subalpine fir (Abies
lasiocarpa (Hook.) Nutt.). Predominant herbaceous and shrub vegetation were fireweed
(see “Annexe II”), bluejoint and other grasses, hairy arnica (Arnica mollis Hook.),
bunchberry (Cornus canadensis L.), meadow rue (Thalictrum sp.), false Solomon’s seal
(Maianthemum racemosum (L.) Link = Smilacina racemosa Desf.), false hellebore
(Veratrum viride Ait.), oak fern (Gymnocarpium dryopteris (L.) Newman), wood fern
(Dryopteris sp.), common dandelion (Taraxacum officinale Webb ex F.H. Wigg.), horsetail
(Equisetum sp.), thimbleberry (Rubus parviflorus Pursh), rhododendron (Rhododendron
sp.), huckleberry (Vaccinum sp.), and gooseberry (Ribes sp.). The study sites were
subjected to pile-and-burn mechanical site preparation, and when it was necessary, the sites
were mounded to protect young trees against cold soil in the rooting zone (Sutton 1993).
The trees that were analysed in this study had been planted on each site at a minimum
density of 1400 stems/ha and with the same stock type (1+0).
The Fort St. James Field Team of BC Timber Sales and the Stuart-Nechako Business Area,
which is part of the provincial Ministry of Forests, Lands and Natural Resources
Operations (MoFLNRO), practiced SVM for brush suppression during 2000-2010 over a
total area of 3065 ha. The sites were grazed over two consecutive summers (in 2005 and
2006), for a period of 3 to 19 days, depending on site characteristics. A flock of 600 sheep
was used to graze the sites, accompanied by a shepherd and guard dogs.
The sites are located within the Omineca variant of the Moist Very Cold Engelmann
Spruce–Subalpine Fir biogeoclimatic unit (ESSFmv3). Elevation of these sites increases
from a mean 1071 m at Inzana Lake, to 1079 m at the Nation Lakes, and 1153 m for
Rainbow. Slope also increases, from 8% (mean) for Nation Lakes to 18% for Rainbow, and
27% for Inzana Lake. During the period from 2001 to 2011, mean annual precipitation in
Fort St. James Forest District ranged from 283 mm to 587 mm, and temperature extremes
from -42.5°C to 34°C (Figure 2). Wildlife, largely black bears (Ursus americanus), coyotes
32
(Canis latrans), moose (Alces alces), and numerous bird species, are commonly found in
Temperature (°C)
the area.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
29
14,3
Max Temp
Min Temp
Year
Average July
-42,5
Figure 2. Annual temperature trend during the period 2001 to 2011 (maximal temperature
(Max Temp), minimal temperature (Min Temp) and average temperature of July (Average
July) in °C)3.
2.4.2 Experimental design
The experimental design was a completely randomised, one-factor layout, which was
established in June 2011. Removal of competing vegetation (in this case, by grazing) versus
no grazing (control) constituted the two treatment levels. The design consisted of three
grazed blocks (replications) and two ungrazed blocks (replications). “Block” (or
replication), in this study, is defined as an area having the same biophysical and
3
Data were taken from the National Climate Data and Information Archive, Environment Canada
http://climate.weatheroffice.gc.ca/climateData/dailydata_e.html?timeframe=2&Prov=CA&StationID=588&M
onth=5&Year=2001&cmdB1=Go&Day=29, accessed 24 September 2012.
33
management characteristics. Block sizes ranged from 35.5 to 96.4 ha, and had relatively
homogeneous characteristics (i.e., species composition, biogeoclimatic subzone, site
preparation, year planted, and year grazed). Thirty saplings in each block were randomly
sampled in a same Standard Unit (SU) in order to ensure homogeneity, except in one
grazed block where sixty saplings were sampled. A SU is an area delimitated inside a block
with the same silvicultural system, soil conservation, and stocking standards (BCMoF
1997). Sixty saplings instead of thirty were sampled in one of the grazed blocks (30 in one
SU and 30 in another SU) because one SU was wetter than the other (Figure 3). We
decided, a posteriori, to use all data for statistical analysis to have more accuracy. The total
sample was 180 saplings (120 saplings for grazed, 60 sapdlings for ungrazed). The method
used was a systematic sampling along transects. A buffer of 30 to 40 m was established
around the perimeter of each transect. Saplings that were damaged by disease and insects,
together with regenerated saplings, were excluded from the sample. Crop saplings that
exhibited abnormalities (such as multiple stems) were also excluded from the sample.
Figure 3. Experimental design with the two treatments “Grazed” and “Ungrazed”, the
number of blocks (replications) A, B, C, D and E and the number of trees sampled.
34
2.4.3. Data collection
All data were collected from 23 June to 12 July 2011. Sampled hybrid spruce saplings were
identified by their GPS coordinates and tagged in each block. To identify blocks with
similar characteristics, a database was obtained from MoFLNRO that is referred to as
“Land Resource Data Warehouse (LRDW).” This database can be viewed with various
applications, such as Reporting Silviculture Updates and Land status Tracking System
(RESULTS) for textual data and Mapview 4 for spatial data. Also, the file information
from MoFLNRO’s archives was used to ensure that the appropriate information was used.
When data were different, the file information was chosen.
Blocks were identified by their licence and block number. The three grazed blocks
(A56660-1, A56661-1 and A56661-2) were sampled at the Rainbow site. Grazing on
A56660-1 was applied 2-9 July 2005, with regrazing 13-31 July 2006. A56661-1 was
grazed 22 June to 1 July 2005 and regrazed 22 June to 29 August 2006. A56661-2 was
grazed 10-18 July 2005 and regrazed 1-18 August 2006. Control blocks from Inzana Lake
and Nation Lakes sites were referred to as A56677-1 and A18156-1, respectively (see
“Annexe III”).
Total height, diameter and internodal length measurements were taken on all 180 saplings,
which were randomly selected, for the determination of growth responses. Height/diameter
ratios (HDR) were calculated to determine if saplings prioritise growth in terms of height or
diameter. Measurements were taken 23 June to 13 July 2011 for the Rainbow site, 6-7 July
2011 for Inzana Lake, and 11-12 July 2011 for Nation Lakes.
Total height (m) and internodal length measurements (m) were made with a height pole.
Total height was defined as the distance between the root collar (upper side of the slope at
the top of the mineral soil horizon) and the tip of the topmost bud (Opio et al. 2003).
Internodal length was recorded for every nod position, from the top (= internodal length
growth of the year 2010) to the bottom (= internodal length growth of the year 2002).
Cumulative internodal length (e.g., cumulative internodal length of position 3 equals
35
internodal lengths of position 1 plus position 2 plus position 3) was calculated to obtain a
better visual response. Given the age of trees, bole diameter measurements (cm) were made
at 0.15 m height, instead of 0.30 m height (i.e., stump height), from the root collar (above
the swelling at the root collar) with manual calipers (to nearest 0.1 mm) (see “Annexe II”).
Elevation (m) was determined from GPS measurements, while slope angle (%) was
measured with a clinometer. Photographs and general information, such as soil drainage
(e.g., swamp, marsh), tree status (i.e., vigorous, tall or small), vegetation cover (i.e., size
and abundance of shrubs and herbaceous plants), were recorded.
2.4.4. Data analysis
Descriptive statistics for the various response variables included sample size (N), mean,
standard deviation (SD), minimum value (Min), maximum value (Max) and the coefficient
of variation (CV = Std / Mean). HDR was calculated for each sapling by dividing tree total
height (m) by its diameter at 0.15 m height (cm):
Assumptions of normality and homoscedasticity of the residuals were tested using the SAS
Univariate procedure by SAS for Windows (SAS 2009). Shapiro-Wilk test was used to
assess the normality of data sets and Levene’s test was used to assess the equality of
variance. Normality and homoscedasticity were achieved. Residual and normality plots
confirmed these assumptions.
The simple responses for TH, ø15cm and HDR were each subjected to a one-way analysis
of variance (ANOVA). The MIXED procedure of SAS (SAS Institute 2009) was used for
unbalanced designs. The statistical model used for the one-way ANOVA was:
Yijk = µ + τi + βj(i) + Ɛijk
36
where Yijk is observed response for the kth observation of the jth repetition of the ith
treatment; µ is the overall mean Y; τi is effect of ith treatment (grazing vs control); βj(i) is
effect of the jth repetition of the ith treatment (3 replicates for grazing treatment and 2
replicates for control treatment); and Ɛijk is random error associated with the kth observation
of the jth repetition of the ith treatment. Treatment was considered a fixed effect, whereas
replicates (i.e., blocks) and the error term were considered as random factors.
Two-factor ANOVA with repeated measures was used to study the effect of grazing
treatment (two levels) on IL, with internode position (nine levels) as the repeated measure.
The MIXED procedure with SAS (SAS 2009) program was used with a repeated statement
and compound symmetry heterogeneous covariance structure to account for the correlation
between measurements. The final model was selected by the lowest Akaike criterion.
Because we had a complex covariance structure, we used the Kenward-Rogers method
(Littell et al. 2006) to calculate the degrees of freedom. Pairwise comparisons of
parameters, which had a significant p value, were made using protected Fisher Least
Significant Difference (LSD).
The statistical model used for repeated measures ANOVA was:
Yijkl = µ + τi + βj(i) + Tk(ji) + Pl + τi x Pil + Ɛl(ijk)
where Yijkl is observed response for the lth observation of kth tree of the jth repetition of the
ith treatment; µ is the overall mean Y; τi is effect of ith treatment (grazing or control); βj(i) is
effect of the jth repetition of the ith treatment (3 replicates for grazing treatment and 2
replicates for control treatment); Tk(ji) is effect of the kth tree of the jth repetition of the ith
treatment; Pl is position (2 to 10); τi x Pil is the interaction between treatment and node
position of measurement; and Ɛl(ijk) is experimental error. Treatments, position and the
interaction between treatment and position were considered fixed whereas replicates, trees
and error term were treated as random factors.
37
2.5.
RESULTS
2.5.1. Simple measurements
Simple responses referred to the diameter at 0.15 m (ø15cm, cm), total height (TH, m), and
the HDR. These measurements provided the basic growth responses for each stand. The
sampled stands represented a mean bole diameter (at 0.15 m) ranging from 3.68 cm to 4.67
cm and a height gradient ranging from 1.98 m to 2.46 m, in terms of mean total height.
Mean HDR was constant, ranging from 53 to 55. Coefficients of variation were low,
ranging from 9.41% to 18.70%, which affirmed the consistency of response within site and
between sites. The descriptive statistics for each variable are summarised in Table 4 for the
two treatments (grazed and control). Grazing treatment did not have any significant effect
(P > 0.05) on ø15cm, TH and HDR (Table 5).
Table 4 Descriptive statistics for bole diameter at 0.15 m height (ø15cm), total height (TH),
and Height/diameter ratio (HDR) for the three grazed blocks (A, B, C) and the two control
blocks (D, E)
ø15cm (cm)
Treatment
Control
Blocka
Nb
Mean
D
30
3.68
(2.80-5.60)
E
30
Stde
CVf
Mean
Std
0.69 18.7
1.98
0.27 13.73
d
4.15
A
30
4.02
0.47 11.26
30
4.2
0.68 16.89
60
4.67
0.22 9.62
2.17
0.62 14.66
2.23
0.32 14.53
2.46
6.40 11.71
55
6.02 10.89
55
6.32 11.59
0.23 10.34
54
6.37 11.84
(45-66)
0.23 9.41
53
5.54 10.40
(3.18-6.35)
(1.84-2.78)
(41-65)
Blocks used in the analysis. D = A56677-1, E = A18156-1, A = A56661-2, B = A56661-1, C = A56660-1.
a
b
Number of saplings with measured ø15cm, TH and HDR values.
c
CV
(44-71)
(1.82-2.64)
0.61 12.99
55
Std
(39-68)
(1.60-2.78)
(3.08-5.42)
C
2.28
Mean
(44-65)
(1.86-2.66)
(2.70-5.24)
B
CV
(1.48-2.56)
(3.30-5.04)
Grazed
HDRc
TH (m)
Height-to-diameter ratio is calculated as TH / ø15cm.
d
Values in parentheses are the minimum and maximum responses for the variable.
e
Standard deviation.
f
Coefficient of Variation.
38
Table 5 Analysis of variance (ANOVA) showing the effect of grazing treatment on ø15cm,
TH and HDR
a15m (cm)
a
Source
df √MSE
Grazing
1
0.61
Error
3
Total
4
a
degrees of freedom.
b
b
F-value
1.61
TH (m)
P-value
0.2938
√MSE
0.25
F-value
1.01
HDR
P-value
0.3887
√MSE
6.01
F-value
1.77
P-value
0.2757
Mean Square Error.
2.5.2. Repeated measurements
The repeated measurements for cumulative internodal length (IL) included seedling growth
responses before and after the grazing treatment, and differences between control and
grazing treatments. Internodal length from the second node (position 2), i.e., the
bottommost position, to position 4 reflected growth in the absence of grazing or before
grazing was imposed. For the blocks that we sampled, means for IL02, IL03 and IL04 were
similar between the two treatments, differing in length by 0.01 m at most (Table 6).
Table 6 Descriptive statistics (cumulative Internodal Length, IL02 to IL10 for the two
treatments, Control vs. Grazed)
IL02 (m)
Treatment
Control
Na
Mean
60
0.08
120
CVd
0.03 35.95
(0.04-0.16)
Grazed
Stdc
IL03 (m)
b
0.08
Mean
0.18
0.04 45.53
60
0.53
Std
120
0.58
(0.24-0.96)
Mean
Std
CV
0.32
0.1
30.27
0.1
29.82
(0.16-0.70)
0.05 30.29
(0.08-0.32)
0.33
(0.12-0.58)
IL06 (m)
CV
0.13 24.47
(0.28-0.86)
Grazed
0.06 31.45
0.17
IL05 (m)
Mean
CV
(0.08-0.32)
(0.02-0.18)
Control
Std
IL04 (m)
Mean
0.74
Std
IL07 (m)
CV
0.15 20.81
(0.44-1.12)
0.15 25.86
0.81
(0.42-1.30)
Mean
0.97
Std
CV
0.18 18.33
(0.62-1.36)
0.18 22.48
1.04
0.21 20.17
(0.52-1.64)
39
IL08 (m)
Mean
Control
60
1.20
Std
IL09 (m)
CV
0.19 16.06
(0.84-1.62)
Grazed
a
120
1.34
Mean
1.52
Std
IL10 (m)
CV
0.21 14.04
(1.18-2.00)
0.22
16.5
1.73
Mean
1.80
Std
CV
0.25 14.12
(1.28-2.32)
0.24 13.86
(0.74-1.94)
(1.06-2.16)
Number of trees with measured IL (IL02 to IL10) values.
b
Values in parentheses are the minimum and maximum of the variable.
c
Standard deviation
d
Coefficient of Variation
2.07
0.25 12.25
(1.32-2.50)
Internodal lengths differed between treatments for position 5 to the uppermost nodal
position on the saplings, i.e., position 10 (Table 6). Cumulative means for IL05 to IL10
were greater for saplings in the grazing treatment (0.58 m, 0.81 m, 1.04 m, 1.34 m, 1.73 m
and 2.07 m, respectively) compared to the controls (0.53 m, 0.74 m, 0.97 m, 1.20 m, 1.52 m
and 1.80 m respectively). Consistency of response among saplings was affirmed by the low
CV values that were calculated for each position. Consequently, when the seedling data
were averaged, the effects of treatment and position, and the treatment by position
interaction were all significant (Table 7). When decomposed to the simple 1 df contrasts at
each level of position, interaction had a very significant effect (P < 0.01) on positions 10, 9
and 8, and a significant effect (P < 0.05) on positions 7 and 6. However, interaction did not
have significant effect on positions 5, 4, 3 and 2. These differences in grazing effects at
each position and in each treatment are depicted in Figure 3.
40
Table 7 Decomposition of Treatment x Position interaction for Internodal length (IL)
(effect slice)
Num dfa
Den dfb
Control
8
Grazed
8
2
Treatment (T)
a
b
Position (P)
F-Value
Pr > F
587
544,97
<.0001
587
1465,31
<.0001
1
3,7
0,02
0,8893
3
1
5,36
0,08
0,7892
4
1
12,5
0,17
0,6905
5
1
28,3
3,82
0,0604
6
1
46,8
5,99
0,0182
7
1
66,5
4,91
0,0301
8
1
75,9
15,67
0,0002
9
1
94,8
31,82
<.0001
1
118
36,65
<.0001
10
Numerator degrees of freedom.
Denominator degrees of freedom include individual seedling responses.
There was a positive correlation between mean IL and position for treatments (Figure 4),
more strongly so for the controls (Spearman rank correlation: rs = 0.975, P < 0.0001, n = 9)
than for grazing (rs = 0.912, P = 0.0006). As height above the base of the tree increased,
internodal distance increased in size, with the difference between the two treatments
becoming more pronounced beyond IL04.
41
Figure 4. Mean trajectories for seedling cumulative growth response in presence or
absence of grazing. Bars show Standard Error (SE). Internodal position 2 = year 2002;
Internodal position 3 = year 2003; Internodal position 4 = year 2004; Internodal position 5
= year 2005; Internodal position 6 = year 2006; Internodal position 7 = year 2007;
Internodal position 8 = year 2008; Internodal position 9 = year 2009.
2.6.
DISCUSSION
Individual sapling survival and the growth of the stand can be reduced when other plants
compete for light, moisture and nutrients (Halls 1958; Burton 1993). In our study, bluejoint
and other grasses, and fireweed were the predominant neighbouring plants. Both bluejoint
and fireweed are perennials that can survive in the understory of mixed-wood forests
(Corns and Annas 1986), and which greatly increase in vigour and cover when these areas
are clear-cut. For example, fireweed can attain 0.8 to 2.0 m in height within 2-4 years
following clear-cutting (Comeau et al. 1993). Further, competing vegetation can surpass
crop sapling heights, and incur damage to them through increased conifer mortality or
decreasing growth.
42
In our study, diameter (ø15cm) and total height (TH) growth did not vary between grazing
and control sites. Grazing did not globally influence sapling growth. These results suggest
that the growth of young hybrid spruce saplings was not affected by the presence of
competing vegetation. The fact that spruce saplings are moderately shade-tolerant (Lieffers
and Stadt 1994) and can survive at very low light levels, may explained the lack of
differences found in diameter and height spruce growth between control and grazed
treatments. Stiell (1976) and Arnup et al. (1988) showed that white spruce will growth well
in 45% full sunlight up to about age five. Lieffers and Stadt (1994) found that white spruce
average leader length remained static under 8% light transmittance and reach maximum
growth under about 40% transmitted light.
We also found that HDR did not vary between grazed and control sites. It was expected that
HDR would have a higher value in the control than in the grazing treatment because of less
competing vegetation in grazed sites. When saplings are stressed by neighbouring
vegetation, they react by increasing height growth more than diameter, especially when it
comes to competition for light. Lieffers and Stadt (1994) reported that HDR decreased with
increasing light transmittance (%). HDR also decreases with increasing diameter at breast
height (DBH), age and crown length, while increasing with increasing stem density, basal
area, species composition (expressed as the ratio of the crop tree basal area per ha to the
basal area per ha for all species), and site index (Wang et al. 1998). In our study, average
values of HDR ranged between 50 and 60 (Table 4), which was in agreement with
Coopersmith and Hall (1999) who reported that spruce could grow without problems where
competition levels produce HDRs between 50 and 60. This response may explain why
HDR was the same between treatments.
We did not find differences within the replicates of the same treatment, which reaffirms the
homogeneity of sites (p > 0.05 for TH, ø15cm and HDR). In this case, factors at a microsite
level that could influence height and diameter did not influence the results of the effect of
grazing on ø15cm, TH and HDR. These microsite factors include planting position, light,
43
availability of nutrients and moisture, elevation, growing season, litter depth, slash, slope,
aspect, tree species, age, seasonal climate, site preparation, stock type and provenance
(Burton 1993; MacIsaac and Navratil 1996; Mustard and Harper, 1998; Opio et al. 2000,
2003). Grazing treatment was applied in July and August. Because trees complete their
growth around mid-July to early August, the imposition of an early spring treatment would
have more likely eliminated competing vegetation. Regarding cumulative internodal length
(IL), we did not find significant differences between grazing and control treatments after
the first imposition of the grazing treatment in 2005. During the first few years after
reduction of competing vegetation, conifers exhibit a poor growth response (Sutton 1984,
Karakatsoulis et al. 1989 in Lieffers et al. 1993). Indeed, a cold winter was experienced in
2005, with a minimum temperature of -42.5°C. Maximum summer time temperature was
29°C, with an average of 14.3°C for July (Figure 2). Weather may have had an influence on
spruce growth response. When weather is favourable, spruce is likely not stressed by
neighbouring vegetation. In a study of Picea abies, Mäkinen et al. (2000) found a greater
correlation between growth and temperature than between growth and precipitation. Under
low temperature, saplings have low transpirational demands and, consequently, sufficient
water for growth in good conditions.
The fact that we found significant differences on IL after the second imposition of the
grazing treatment in 2006, seems to indicate that two treatments were necessary to control
competing vegetation. Moreover, the difference between the two treatments (control and
grazing) became increasingly important with time (Figure 4). This result indicates that
grazing plantations could be advantaged in growth and could assess the end of the
rotational period before plantations without grazing treatment. The increasing tendency for
the two curves to diverge indicates that significant effects of grazing on TH, ø15cm and,
therefore, HDR would take place.
Our study provided some measures of the effectiveness of SVM in controlling competing
vegetation within young conifer plantations in the Central Interior of BC. To fully
understand the silvicultural and ecological benefits of SVM, more work should be done in
other parts of BC and in other biogeoclimatic zones. Nevertheless, in the ESSF
44
biogeoclimatic zone and on sites with similar conditions, results will be applicable and
useful for managers, offering more knowledge about the practice. The applicability of the
results, however, is limited because we performed a retrospective experiment and had a
limited number of control blocks. The implementation of an experimental design by
choosing blocks without vegetation (immediately after the clear-cut), having the same
physical and chemical site properties, establishing the same species using the same criteria
(i.e., site preparation, density, stock type) and controlling the grazing treatment, will
minimize the variability of external factors which would better control the variability of
these. Yet, an experiment of this magnitude takes time and minimizes the heterogeneity of
the forest, making results less realistic. We also recommend comparing the SVM treatment
with other methods (i.e., manual, mechanical, chemical) to see if, in sites where different
options are possible, which option would be best at minimizing mortality and maximising
tree growth.
2.7.
CONCLUSIONS
This study showed that Sheep Vegetation Management could be effective in controlling
competing vegetation to enhance hybrid spruce growth in young conifer plantations. The
most evident growth benefits provided by SVM were an increased growth rate (i.e.,
increase in IL). The effects of grazing were less evident when global differences in growth
(i.e., ø15cm, TH and HDR) were examined. It will, therefore, be interesting to see if a freegrowing status can be reached more quickly. Nevertheless, the increasing trend in
cumulative internodal length with increasing time since treatment suggests that global
growth of hybrid spruce would be significantly greater in treated versus untreated sites by
the time the trees reach maturity. Future studies should include an examination of sapling
mortality, as it is presently unclear if SVM has an effect on sapling survival. Expanding the
study to include lodgepole pine, the other commercial species present in the study sites,
would also be valuable. Other aspects of the system as palatability of species (trees,
herbaceous, shrubs, poisonous) by sheep, required to be study to better adapt the practice to
site conditions. Moreover, changes of soil properties as soil compaction or the enhance of
soil fertility through feces deserved to be studied, especially as these characteristics could
45
have positive environmental effects makes SVM more interesting from an economic point
of view. Economic aspects, as profitability, become imperative to adopt the practice.
2.8.
ACKNOWLEDGEMENTS
This work was funded through the Fort St. James Field Team of BC Timber Sales, StuartNechako Business Area, which is part of the provincial Ministry of Forests, Lands and
Natural Resource Operations, and by the University of Northern British Columbia (UNBC)
and NSERC discovery Grant to D.P. Khasa (Université Laval). The authors wish to thank
all the members of the Fort St. James Field Team of the BC Timber Sales, Stuart-Nechako
Business Area, especially Susan Salokannel for assistance. We also want to thank Dayle
Ostapiuk (student at UNBC) for field work assistance, Hélène Crépeau (Université Laval)
for statistical assistance and Dr. William F.J. Parsons (Université de Sherbrooke) for
English editing.
2.9.
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48
CHAPITRE III
EVALUATION OF THE PROFITABILITY OF
SHEEP VEGETATION MANAGEMENT IN
YOUNG CONIFER PLANTATIONS IN THE
CENTRAL INTERIOR OF BRITISH
COLUMBIA, CANADA
49
3.1.
RÉSUMÉ
Le broutage par les moutons pour la gestion de la compétition des herbes adventices dans
des plantations de conifères est une méthode biologique occasionnellement utilisée en C-B.
Puisqu’il s’agit d’une technique relativement récente en C-B, il y a un manque
d’information sur la rentabilité de la pratique. Lors de la présente étude, nous avons analysé
la rentabilité du pâturage par les moutons pour le contrôle de la végétation dans de jeunes
plantations mixtes de conifères localisées dans trois différentes zones biogéoclimatiques de
la C-B. La rentabilité a été testée selon deux traitements: un seul passage du troupeau et
deux passages du troupeau durant deux années consécutives. En utilisant des données
économiques fournies par le District forestier de Fort St. James, nous avons réalisé des
analyses marginales à un taux d’intérêt de 4% pour trois périodes de rotation (PR égale à
81, 91 et 101 années) et deux prix du bois (P1 égal à 40 $/m3 et P2 égal à 49,20 $/m3). La
comparaison du Coût additionnel relatif actuel (ARAC) avec le Seuil de rentabilité du coût
additionnel relatif (BeRAC) nous a permis de déterminer l’optimum économique temporel
pour le passage du troupeau. L’ARAC pour un passage du troupeau était inférieur à celui
de deux passages, à l’exception d’une des zones biogéoclimatiques à l’étude. Cela indique
que la rentabilité dépend des caractéristiques du site. Cependant, lors de la comparaison
avec le BeRAC, les deux traitements ont eu un ARAC inférieur à 4%, ce qui indique qu’il
est nécessaire de raccourcir la période de rotation pour que le pâturage soit rentable. Nos
analyses de sensibilité confirment la robustesse des résultats. Les résultats de la présente
étude devraient aider les gestionnaires forestiers dans leur prise de décision concernant le
choix du nombre de passages du troupeau à réaliser dans de jeunes plantations de conifères.
50
3.2.
ABSTRACT
In British Columbia (BC), sheep grazing is occasionally used as a biological weed control
method in conifer plantations. As it is a relatively new technique in BC, there is presently a
lack of information about the profitability of the practice. We analyzed the profitability of
sheep grazing for vegetation control in young mixed-conifer plantations located in three
different biogeoclimatic zones in BC. The profitability was tested under two grazing
treatments: a single sheep grazing treatment and two sheep grazing treatments applied over
two years. Using forest economic data from the Fort St. James Forest District, we
conducted marginal analyses over three rotational periods (RP equal to 81, 91 and 101
years) and two timber prices (P1 equal to 40 $/m3 and P2 equal to 49.20 $/m3) at a 4%
discount rate. A comparison of the Actual Relative Additional Cost (ARAC) to the Breakeven Relative Additional Cost (BeRAC) allowed us to decide whether the application of
grazing treatments were profitable. The ARAC for one grazing treatment was lower than
those for blocks receiving two grazing treatments, except for one of the biogeoclimatic
zones studied, indicating that profitability depended on site characteristics. However, when
comparing to the BeRAC, both treatments had an ARAC of less than 4%, indicating that it
would be necessary to shorten the rotational period to make sheep grazing profitable.
Sensitivity analysis confirmed the robustness of the results. The results of this study can
assist forest practitioners when deciding on grazing control options for young conifer
plantations.
51
3.3.
INTRODUCTION
The abundant presence of non-crop vegetation can significantly prevent the proper
development of commercial trees in young conifer plantations (Fraser et al. 2001). Noncrop vegetation such as shrubs, herbaceous plants, and deciduous trees compete with
seedlings for light, nutrients and water, and potentially cause a reduction in growth rate and
increased mortality among young trees (Sharrow 1994; Opio et al. 2000, 2003). As an
example, Serra et al. (submitted) found an increase of intermodal length seedling growth
after sheep grazing treatment for hybrid spruce specie. However, following harvest,
silviculturalists must determine the most appropriate vegetation control method. Ideally, the
chosen method should take into account the biological and environmental effects on tree
growth, implementation costs, expected economic returns, and social aspects (e.g., pressure
to avoid the use of pesticides) related to the control method (Opio et al. 2009). In other
words, the most effective method will be the one that provides the greatest economic
returns while being socially acceptable.
During the last decade, there has been an increasing interest in agroforestry practices across
North America (Lassoie and Buck 1999) due to its three basic attributes cited by Nair
(1996): Productivity (economic benefits), Sustainability (environmental benefits) and
Adoptability (social benefits). The Mountain Pine Beetle (Dendroctonus ponderosae
(Hopkins)) (MPB) crisis that has severely affected the BC forest-industry has pushed
affected communities to diversify their economy. Agroforestry in BC is relatively new and
the most important and common systems are silvopasture with cattle, sheep or goats and
forest farming with Non Timber Forest Products (NTFPs) (GW Powell, pers. commun.,
July 2011).
Predominant vegetation management methods include use of herbicides and manual or
mechanical brushing. Methods used less frequently include prescribed fire and biological
control. The principal factor that limits the use of manual methods is the associated high
cost. According to Boateng (2007), manual vegetation control costs an average of 540 $ /
ha in BC, compared to 375 $ / ha for chemical treatments. Because of environmental
concerns, forest practitioners are increasingly interested in using biological methods (e.g.,
52
livestock grazing). In recent years, the public has demonstrated reluctance toward the use of
aerial chemical herbicide application opting more in favour of alternatives such as livestock
grazing (Wagner et al. 1998). According to Boateng (2007), sheep grazing may be a
suitable alternative to chemical or manual vegetation control and has been reported to cost
an average of 350 $ / ha in BC.
Since sheep grazing is a relatively new management option in BC, its profitability is not
known. Sharrow (1994) suggested that one, two or three consecutive grazing treatments are
required to weed control in conifer plantations. Therefore, it remains essential to determine
the relevance of making a second grazing treatment in terms of profitability. Comparing the
profitability between “conventional” method with a “new” method or treatment often
requires a big amount of data. As an alternative, Garcia (1996) proposed a simple economic
model comprising little detailed information: establishment costs, costs of the “new”
method (in this case grazing costs) and expected revenues. Comparing the Actual Relative
Additional Cost (ARAC) to the Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) allows us to
decide whether the application of a “new” treatment would be profitable. In other terms,
when ARAC exceeds the BeRAC, the “new” treatment is not profitable.
The purpose of this study is to gain further knowledge about the profitability of sheep
grazing. Such knowledge would contribute to the promotion of the practice and would also
assist forest managers when deciding on grazing options in young conifer plantations.
Using Garcia’s (1996) method, our primary objective was to assess the profitability of the
number of grazing treatments (1 or 2) used to eliminate competition from weeds in young
conifer plantations. Our secondary objective was to determine the influence of the
rotational period (81, 91 or 101 years) and timber price (P1 equal to 40 $/m3and P2 equal to
49.20 $/m3) on the profitability of grazing. We hypothesized that: (1) the profitability was
the same between the number of grazing treatments tested; and (2) the rotational period and
price did not influence the profitability of grazing treatments. A sensitivity analysis,
involving varying discount rates, revenues and grazing costs, was performed to validate the
robustness of findings.
53
3.4.
METHODOLOGY
3.4.1. Study area
The study was conducted in the Fort St. James Forest District, about 150 km northwest of
Prince George, BC (Figure 5).
Figure 5. Location of Fort St. James Forest District (Map adapted from the MoFLNRO
web site http://www.for.gov.bc.ca/hts/tsa/tsa24/, accessed 03 October 2012).
Data were taken from two databases of the Fort St. James Field Team of the BC Timber
Sales, Stuart-Nechako Business Area: (1) Land Resource Data Warehouse (LRDW) which
can be viewed by Reporting Silviculture Updates and Land status Tracking System
54
(RESULTS) application for biophysics data; and (2) Citrix database called RESOURCES
for economic data. This Field Team, which is part of the provincial Ministry of Forests,
Lands and Natural Resource Operations (MoFLNRO), practiced sheep grazing for brush
suppression during 2000-2010 over a total area of 3 065 ha.
We selected 17 blocks (replications) and we build three different scenarios (A, B and C),
taking into account site characteristics (biogeoclimatic zone, species and site index) (Table
8). Scenario A corresponded to Omineca Moist Very Cold Engelmann Spruce–Subalpine
Fir (ESSFmv3), scenario B to Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce (SBSwk3) and scenario
C to Mossvale Moist Cool Sub-Boreal Spruce (SBSmk1) biogeoclimatic zones. We had 3
replications per treatment (6 replications / scenario) except for scenario C which had 2
replications for one grazing (G1). Grazing treatments took place during the summer time,
from June to August. Sites were grazed by a herd of 600 to 1 500 sheep, depending on area,
and guided by one shepherd with one to three guard dogs. The average time which herd
stayed in one site for G1 was 11 days, with a range from 1 to 25 days, and for two grazing
treatments (G2) were 17 and 24 days, with a range from 6 to 38 and 7 to 69 days, for the
first and the second grazing treatment, respectively. The sites were young conifer-mixed,
even-aged plantations of lodgepole pine (Pinus contorta subsp. latifolia Douglas ex
Loudon) and hybrid spruce [Picea glauca (Moench) Voss x Picea engelmannii Parry ex
Engelmann], with some natural regeneration of aspen (Populus tremuloides Michaux),
interior Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco), black cottonwood (Populus
trichocarpa Torr. and A.Gray ex Hook.) and subalpine fir [Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.].
Site index ranged from 12 to 21; and biogeoclimatic zones were Engelmann Spruce–
Subalpine Fir (ESSF) and Sub-Boreal Spruce (SBS). Predominant competing vegetation
was fireweed (Epilobium angustifolium L.), aspen, bluejoint grass (Calamagrostis
canadensis (Michaux) Beauv.) and other grasses.
55
Table 8 Details of experimental sites
Scenarioa
BZb
GTc
A
ESSFmv3 G1
G2
Avg
B
TSL-Blkd
A32865 1
A49510 1
Area
Location (latitude, longitude) (ha)
54° 57' 41" N, 124° 01' 26" W 113,60
55° 10' 16" N, 125° 14' 31" W 50,19
Speciese
SX, BL, PLI
SX, PLI, BL
Site
Indexf
12
14
A56916 1
54° 58' 27" N, 124° 24' 35" W
45,00
BL, SX, PLI
12
A56660 1
54° 56' 18" N, 124° 04' 49" W
38,41
SX
14
A56661 1
54° 56' 26" N, 124° 03' 38" W
53,61
SX
14
A56661 2
54° 56' 21" N, 124° 04' 07" W
40,95
PLI, SX, BL
12
A47222 1
A77799 1
54° 50' 00" N, 125° 28' 19" W
54° 53' 42" N, 125° 16' 25" W
56,96
56,46
76,00
SX, PLI, BL, AT
SX, PLI, BL
13
16
21
A69740 2
54° 52 '47" N, 125° 19' 07" W
35,20
SX, PLI, BL
21
A53761 1
55° 08' 24" N, 125° 20' 53" W
51,73
SX, PLI, BL
15
A67692 2
54° 59' 19" N, 125° 25' 59" W
202,90
SX, PLI, AT, BL,
21
g
SBSwk3
G1
G2
ACT
A69740 1
Avg
C
SBSmk1
54° 53' 18" N, 125° 17' 32" W
43,40
21
SX, PLI, BL
SX, PLI, BL
19
20
21
G1
A56676 1
A52193 1
54° 49' 15" N, 124° 00' 45" W
54° 22' 40" N, 123° 54' 25" W
77,62
38,08
58,33
G2
A52231 1
54° 49' 38" N, 124° 01' 58" W
124,82
SX, PLI, BL
21
A52164 1
54° 56' 00" N, 124° 05' 30" W
31,00
SX, PLI, BL
20
A55024 1
55° 08' 45" N, 125° 19' 49" W
38,60
PLI, SX, BL
20
Avg
a
PLI, SX, BL, AT
58,17
20
Scenario has the same biogeoclimatic zone (A = Omineca Moist Very Cold Engelmann Spruce–Subalpine
Fir (ESSFmv3), B = Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce (SBSwk3), and C = Mossvale Moist Cool SubBoreal Spruce (SBSmk1)).
b
Biogeoclimatic zone, subzone and variant by the Biogeoclimatic Ecosystem Classification (BEC):
http://www.for.gov.bc.ca/hre/becweb/resources/classificationreports/subzones/index.html,
accessed
03
October 2012;
ESSFmv3: Omineca Moist Very Cold Engelmann Spruce–Subalpine Fir;
SBSwk3: Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce;
SBSmk1: Mossvale Moist Cool Sub-Boreal Spruce.
c
Number of grazing treatments; G1 = one grazing G2 = two consecutives grazing treatments.
d
Timber Supply Licensee-Block; numbering of the blocks used.
e
hybrid spruce; PLI: lodgepole pine; FDI: interior Douglas-fir; BL: subalpine fir; AT: trembling aspen; ACT:
black cottonwood.
f
Method: E-SI Biogeoclimatic Ecosystem Classification.
56
g
Average.
3.4.2. Economic model
Economic analysis that involves comparing profitability of vegetation control methods
requires a large amount of data on growth rate, costs, and revenues. Because of limited
data, we used a simple approach where monetary benefits were translated in the number of
years that the rotation period is shortened (time gain, δ), which is based on comparing the
Actual Relative Additional Cost (ARAC) to the Break-even Relative Additional Cost
(BeRAC) (Garcia 1996). When the ARAC was less than the BeRAC, grazing was
considered profitable but unprofitable in the opposite situation. When the ARAC was equal
to the BeRAC, grazing made zero profits. In the present study, we applied this approach
using three main steps:
1. According to Garcia (1996), we calculated the BeRAC (%) using the discount rate
(i) ranging from 0.5% to 8% and the time gain (δ) ranging from 1 to 10 years as
follows:
(1)
Time gain was the parameter used to identify the profitability of the treatment. In
other words, the benefits were correlated to a time gain at the time of harvest.
2. We calculated the Land Expectation Value (LEV) of each block using Faustmann
formula (Klemperer 1996):
∑
∑
(2)
Where LEV∞ = Land Expectation Value, assuming perpetual rotations, in $/ha; Ry =
revenue in year y, in $/ha; Cy = real establishment costs in year y, in $/ha; y = an
index for years from 0 to t; t = rotational age (clear-cutting); i = real discount rate, in
%; and (a-c) = net annual cash flow, in $/ha (in our case it was equal to 0).
(2a)
Where Vy = Volume of wood harvested in year y, in m3/ha; P = average price, in
$/m3.
57
3. Having the LEV, we calculated the ARAC (%) of grazing treatment for each block
according to Garcia (1996):
(3)
Where C = the new total cost, in $/ha; C = the establishment costs, in $/ha; and LEV = Land
Expectation Value, assuming perpetual rotations, in $/ha.
3.4.3. Experimental data
Data used for our study (Table 9) included establishment costs ($ / ha), which involved site
preparation and planting, grazing costs or costs of the “new” method ($ / ha); and expected
revenues ($ / m3), that were calculated by two methods: (1) from the harvested volume of
the last clear-cut multiplied by the average price of data from the database (P1 equal to 40 $
/ ha); and (2) from the harvested volume of the last clear-cut multiplied by the average price
of the MoFLNRO Timber Pricing Branch (P2 equal to 49.20 $ / ha)4. Site preparation costs
varied between blocks because of different activities (Table 10). Real costs were charged in
different years depending on the block. To analyse all the blocks with the same reference
year, we capitalized them at year 2012 using 4% discount rate. Without time gain, the
BeRAC equalizes the discount rate. We calculated LEV and ARAC for each block for three
rotational periods (RP equal to 81, 91 and 101 years) at a discount rate of 4%; the discount
rate used by the Incremental silviculture strategy for British Columbia organization is 4%
with sensitivity analysis from 1 to 5% (Gélinas et al. 2009). The choice of the RP was
decided according to the culmination age of each species (Reed 1985). Lodgepole pine
culmination age is 81 years while the one for hybrid spruce is 101 years (Burns et al. 1990;
S. Salokannel, pers. comm., June 2011). We also took the average culmination age of the
two species (RP equal to 91 years) to have another RP between 81 and 101 years. Those
calculations were made for each block (total of 17 blocks).
4
We calculated the average price from 2003 to 2012 for the BC Interior Log Market and taking the Sawlog
product. Prices were compiled from the MoFLNRO web site: http://www.for.gov.bc.ca/hva/logreports.htm,
accessed 02 September 2012.
58
Table 9 Details of economic data (with ia equal to 4% and P1b)
Scenarioc
A
B
GTd
G1
TSL-Blke
A32865 1
A49510 1
A56916 1
Avgf
G2
A56660 1
A56661 1
A56661 2
Avg
A47222 1
A77799 1
A69740 2
Avg
4 302
3 428
4 142
3 957
1 900
1 624
842
1 408
839
941
1 083
955
294
276
257
268
13 993
14 062
14 062
14 039
25 320
18 627
13 992
19 313
A53761 1
A67692 2
A69740 1
Avg
A52193 1
A56676 1
Avg
2 381
4 660
574
2 538
2 734
5 228
3 981
805
748
684
745
270
236
253
16 587
19 910
13 992
16 830
16 471
16 639
16 555
A52164 1
A52231 1
A55024 1
Avg
4 855
1 829
2258
2 981
593
557
1 021
724
14 054
19 345
15 608
16 336
G1
G2
C
G1
G2
a
Establishment Costs ($/ha) Grazing Costs ($/ha)
6 601
148
4 532
614
8 545
458
6 559
407
Revenues ($/ha)
17 820
15 520
14 012
15 784
Discount rate; b Price 1 = 40 $/m3; c Scenario has the same biogeoclimatic (A = Omineca Moist Very Cold
Engelmann Spruce–Subalpine Fir (ESSFmv3), B = Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce (SBSwk3), and C =
Mossvale Moist Cool Sub-Boreal Spruce (SBSmk1)); d Grazing Treatment (G1 = one time grazing; G2 = two
times grazing); e Timber Supply Licensee – Block = numbering of the block; f Average.
59
Table 10 Details of site preparation activities
Scenarioa
A
GTb
G1
G2
B
G1
G2
C
G1
G2
a
TSL-Blkc
A32865 1
A49510 1
A56916 1
Mod
x
x
A56660 1
A56661 1
A56661 2
x
Mae
Burn
Fgg
x
x
x
X
x
x
x
x
x
x
x
x
A47222 1
A77799 1
A69740 2
Mef
x
DiTreh
PaScari
Ditchj
x
x
x
x
x
A53761 1
A67692 2
A69740 1
x
x
x
x
x
A52193 1
A56676 1
x
x
x
x
x
x
A52164 1
A52231 1
A55024 1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Scenario has the same biogeoclimatic zone (A = Omineca Moist Very Cold Engelmann Spruce–Subalpine
Fir (ESSFmv3), B = Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce (SBSwk3), and C = Mossvale Moist Cool SubBoreal Spruce (SBSmk1)); b Grazing Treatment (G1 = one time grazing; G2 = two times grazing); c Timber
Supply Licensee – Block = numbering of the block; d Mound;
e
Manual; f Mechanical;
g
Fireguard;
h
Disc
Trenching; i Patch Scarification; j Ditching.
3.4.4. Data analysis
Taking a discount rate of 4%, calculations were made for the three RP (81, 91, and 101
years) and the two prices (P1 and P2). Financial calculations were performed using Excel
software to determine ARAC and BeRAC. To analyse differences between grazing
treatments and the effect of the three rotational periods and the two prices on grazing
treatments, we used SAS program (SAS, 2009). Descriptive statistics for the ARAC
response included sample size (N), mean, standard deviation (SD), minimum value (Min)
and maximum value (Max). Assumptions of normality and homoscedasticity of the
residuals were tested using the SAS Univariate procedure by SAS for Windows (SAS
2009). Shapiro-Wilk test was used to assess the normality of data sets. Normality was
achieved. Because of the heterogeneous variance we used the repeated statement to adjust
60
different variance for each treatment. Residual and Normality plots confirmed these
assumptions.
The response variable ARAC was modeled as a function of the independent variables and
interactions through a two-way analysis of variance (ANOVA) using the MIXED
procedure in SAS (SAS Institute 2009). Due to the complex covariance structure, we used
the Kenward-Rogers method (Littell et al. 2006) to calculate the degrees of freedom. We
tested p values at α = 0.05. Pairwise comparisons of parameters, which had a significant p
value, were made using protected Fisher Least Significant Difference (LSD). The same
model was used for each scenario. The statistical model used for the two-way ANOVA
was:
Yijkl = µ + τi + βj(i) + Tk + Pl + τi x Tik + τi x Pil + τi x Tik x Pil + Ɛl(ijk)
where Yijkl is the observed response for the lth observation of the kth rotational period of the
jth repetition of the ith treatment; µ is the overall mean; τi is the effect of the ith treatment
(one grazing or two grazing); βj(i) is effect of the jth repetition of the ith treatment; Tk is the
rotational period (81, 91 and 101 years); Pl is the price (P1 and P2); τi x Tik is the interaction
between treatment and rotational period; τi x Pil is the interaction between treatment and
price; τi x Tik x Pil is the triple interaction between treatment, rotational period and price;
and Ɛl(ijk) is experimental error. Treatments, rotational period, price and interactions were
considered fixed, whereas replicates and error term were treated as random factors.
We conducted a sensitivity analysis of all scenarios studied, but only for RP equal to 91
years and P equal to P1, varying: i (from 0.5 to 8%); grazing costs (increase or decrease of
15%, 30% and 45%); price of timber (increase or decrease of 15%, 30% and 45%). These
analyses were performed using Excel software.
61
3.5.
RESULTS AND DISCUSSION
3.5.1. Analysis of profitability of different scenarios
At least two treatments in a given year or one treatment per year for two or more
consecutive years are required to effectively deplete fireweed root reserves (L. Taylor, pers.
comm., June 2011). However, from a financial point of view, it raises the question of
whether two grazing treatments (GT) are profitable.
We presented Actual Relative Additional Costs (ARAC) response for the three different
scenarios (A, B and C), the three rotational periods (RP equal to 81, 91 and 101 years) and
the two prices (P1 equal to 40 $/m3 and P2 equal to 49.20 $/m3) for the two GT (G1 equal
to one grazing and G2 equal to two grazing treatments). Descriptive statistics showed a
very high standard deviation (Std) that indicated an important variability between data
(Table 11). Average changed a lot between treatments but less between RP and P. As
expected, ARAC values increased when the rotational period increased and decreased when
the price of wood increased.
62
Table 11 Descriptive statistics for ARACa (%)
Scenario
b
Treatment
G1c
A
G2d
G1
B
G2
a
RP N
81 3
91 3
101 3
81 3
91 3
101 3
Mean
6.67
6.79
6.87
22.48
23.08
23.49
P1e
Stdi
Minj
5.36
2.13
5.52
2.16
5.62
2.19
3.71 18.21
3.88 18.62
4.00 18.91
81
91
101
81
91
101
13.72
15.49
16.94
33.87
38.57
42.74
3.96
4.86
5.68
22.82
29.02
34.82
g
h
3
3
3
3
3
3
10.54
11.79
12.79
14.49
14.97
15.31
k
Max
12.58
12.89
13.10
24.93
25.72
26.27
N
3
3
3
3
3
3
18.16
20.99
23.41
59.02
70.97
81.91
2
2
2
2
2
2
81 2
6.34
2.99
4.22
8.45 2
G1
91 2
6.60
3.23
4.31
8.88 2
101 2
6.79
3.40
4.38
9.19 2
C
81 3 19.74
7.17 11.53 24.8 3
G2
91 3 21.11
8.15 11.75 26.62 3
101 3 24.92 12.29 11.90 36.32 3
Actual Relative Additional Cost; b Scenario has the same biogeoclimatic
Mean
6.52
6.69
6.81
21.88
22.65
23.19
P2f
Std
Min
5.21
2.08
5.41
2.13
5.55
2.17
3.57 17.77
3.78 18.31
3.93 18.69
Max
12.26
12.67
12.95
24.19
25.19
25.90
12.65
14.56
16.17
31.18
36.05
40.53
3.49
4.39
5.26
19.67
25.8
31.82
16.52
19.51
22.15
52.66
64.7
76.21
6.12
6.44
6.67
18.76
20.34
24.59
zone (A
9.76
11.13
12.26
14.04
14.65
15.09
2.82
4.12
8.11
3.10
4.24
8.63
3.31
4.33
9.01
6.56 11.28 23.51
7.64 11.57 25.61
12.31 11.78 36.32
= Omineca Moist Very
Cold Engelmann Spruce–Subalpine Fir (ESSFmv3), B = Takla Wet Cool Sub-Boreal Spruce (SBSwk3), and
C = Mossvale Moist Cool Sub-Boreal Spruce (SBSmk1)); c One grazing;
one = 40 $/m3; f Price two = 49.20 $/m3;
g
Rotational Period;
h
d
Two grazing treatments; e Price
Number of samples; i Standard deviation;
j
Minimum value; k Maximum value.
The Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) allowed us to decide when GT was
profitable. Our results showed that ARAC average was higher than BeRAC for all the
cases, which means that GT (1 or 2 times grazing) were not profitable (Figure 6) without a
shortcut to the rotational period (or time gain, δ). However, we wanted to know which
treatment (G1 or G2) was preferable in a financial point of view.
Comparing GT and analysing the influence of RP and P on the profitability of grazing
varied for each scenario. Scenario A showed a significant interaction between GT and RP
(p = 0.0048) and between GT and P (p < .0001), indicating that RP and P modified the
profitability of GT. In other words, ARAC for G1 was less than ARAC for G2 in 81, 91
63
and 101 years and in P1 and P2. For example, taking a RP of 91 years and P1, ARAC
average for scenario A was 6.79% (G1) and 23.08% (G2) (Table 11). This result rejects our
hypothesis that the profitability was the same for the two treatments, promoting the
application of G1 instead of G2 if time gain was not possible.
Scenario B showed a significant difference depending on RP (p = 0.0116), indicating that
ARAC increases when RP is increased and therefore profitability decreases. For example,
taking P1 and G1, the ARAC average at RP of 81 years was 13.72% and at 101 years was
16.94% (Table 11). However, unlike scenario A, price did not influence profitability (p =
0.2283) and no significant differences were found between GT (p = 0.2351). This result
confirms our hypothesis that the profitability was the same for the two treatments,
promoting the application of G2.
Scenario C showed a significant interaction between GT and P (p = 0.0271) in P1 and P2,
indicating that price influenced profitability. For example, taking a RP of 91 years and P1,
the ARAC average was 6.60% (G1) and 21.11% (G2) (Table 11). However, RP did not
influence profitability (p = 0.2856). This result rejects our hypothesis that the profitability
was the same for the two treatments, promoting the application of G1 instead of G2 if time
gain was not possible.
64
Figure 6. Actual Relative Additional Costs (ARAC) response (average in %) of each
scenario (A, B and C) for the three rotational periods (RP equal to 81, 91 and 101 years)
and the two timber prices (P1 equal to 40 $/m3 and P2 equal to 49.20 $/m3) for the two
grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to two grazing treatments),
65
compared to the Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) at 4%. a. Scenario A; b.
Scenario B and c. Scenario C. Bars show Standard Errors (SE).
Since we found that the ARAC was superior to the BeRAC for the two GT, it was
interesting to know how much time gain (δ) was necessary for the treatment to be
profitable. Taking into account a certain δ, the number of years to be profitable at a
discount rate of 4% varied between scenarios and GT. Scenario A had an ARAC average
for G1 ranging from 6.52 to 6.87%, and for G2 ranging from 21.88 to 23.49% (Table 11),
indicating that 1 year and 5 years of time gain are necessary for G1 and G2, respectively, to
be profitable (Table 12). Scenario B had an ARAC for G1 ranging from 12.65 to 16.94%
and for G2 ranging from 31.18 to 42.74% (Table 11) indicating that 3 years and 6 to 9
years (depending on RP and P case) of time gain are necessary for G1 and G2, respectively,
to be profitable (Table 12). Scenario C had an ARAC for G1 ranging from 6.12 to 6.79%
and for G2 ranging from 18.76 to 24.92% (Table 11) indicating that 1 year and 4 or 5 years
(depending on RP and P) of time gain are necessary for G1 and G2, respectively, to be
profitable (Table 12). G1 was profitable with one year of time gain for scenario A and C
and with 3 years of time gain for scenario B. G2 was profitable with 4 or 5 years for
scenario A and C and 6 to 10 years for scenario B. In other words, according to Garcia
(1996) method, G2 had the same profitability than G1 when a certain δ was achieved
(depending on each scenario). For example, taking scenario A, we would recommend
applying G2 if we could clear-cut 4 years before the end of the rotational period. This
approach is interesting when G1 and G2 statistically differ (i.e., scenario A and scenario C).
Table 12 Break-even Relative Additional Cost (%) at a discount rate of 4%
Time Gain (δ in years)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4,00
8,16
12,49
16,99
21,67
26,53
31,59
36,86
42,33
48,02
A correlation between the influence of the rotational period on profitability and time gain
(i.e., for scenario A, 4 years of δ were needed for G2 to be profitable) reaffirms that the
66
rotational period influences profitability. However, this observation was not consistent for
each scenario (i.e., scenario C). We could explain this observation by the fact that our
number of repetitions (blocks) were limited (N = 3 or 2), which presented difficulty for the
statistical analysis. Data were also too correlated, structured and heterogeneous, which
made it difficult to verify the homogeneity assumption. Moreover, according to Cumming
and Finch (2005), when N < 10, standard error bars give a confidence interval distinctly
less than 68% (the reliability of an estimate), which made our statistical results less reliable.
Given that our study was exploratory, taking a more systematic data should take place to
support our results. However, our findings demonstrate that Garcia (1996) method is a
valuable alternative method to evaluate the profitability of GT when few financial data
exist.
3.5.2. Sensitivity analysis
Sensitivity analysis involved varying discount rate (i) from 0.5 to 8% and varying revenues,
and grazing costs (increase or decrease of 15, 30 and 45%) (Guo et al. 2006). Because our
main objective was to determine the optimal number of GT, sensitivity analysis was
performed by taking the rotational period of 91 years (average between 81 and 101 years)
and P1 (the lowest price). We decided to take the lowest price because, with the current
forestry crisis, timber price does not reflect an increase in time, making calculations more
severe.
ARAC value increased exponentially when increasing i, until a certain threshold,
depending on the scenario and GT (Figure 7). This threshold was reached at about i equal
to 4%. After that, ARAC began to decrease, except BG2 in which one block (A69740 1)
had no site preparation activities (Table 10), resulting in a low establishment cost value of
574 $ (Table 9) and therefore a high ARAC value. This result indicated that with higher i
grazing was more profitable.
67
With the exception of AG1 and CG1 (at i equal to 6.5%, ARAC < BeRAC), ARAC values
were higher than BeRAC at any i, indicating that varying i did not change the robustness of
our results. We also found that ARAC values were closer to each other for smaller i values.
As an example, when i = 0.5%, ARAC average values ranged from 0.85 to 4.15% (3.30%
difference), whereas at an i of 8%, ARAC average values ranged from 5.63 to 44.60%
(38.97% difference). This result showed that ARAC was more sensitive to high than low i.
Moreover, for any i, ARAC values for G1 were closer to the BeRAC than ARAC values for
G2 for the three scenarios, which was in accordance with the analysis when maintaining a
fixed i.
Figure 7. Actual Relative Additional Costs (ARAC) response of each scenario (A, B and
C) taking a rotational period (RP) equal to 91 years and a timber price (P1) equal to 40
$/m3 for the two grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to two grazing
68
treatments), and Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) response calculated for
each discount rate (i).
Having the BeRAC calculated for i from 0.5 to 8% and for 10 years of time gain (δ) (Table
13), we could compare BeRAC with ARAC to know how many years were necessary to
gain for the grazing treatment to be profitable. Because there were significant interactions
(GT x RP and GT x P) for scenario A, we decided to take this scenario as an example. For
scenario A, G1 was more profitable than G2 regardless of i, and δ was superior for G2 than
G1, even with high i. However, δ differences between treatments become smaller with high
i. As an example, with an i of 0.5%, at least 3 years for G1 and 8 years for G2 would be
needed for grazing to be profitable, whereas at i = 8%, 0 year and 2 years, respectively,
would be necessary (Table 13). We also found that G1 became profitable with i at 6.5% and
δ = 0, but with 3 years (δ) for G2. These results suggest that, to have the same profitability
between GT, G2 must shorten RP to have the same profitability than G1.
Table 13 Break-even Relative Additional Cost (%) calculated from 1 to 10 years and 0.5 to
8% of discount rate. Example of scenario A: the solid line shows the break-even line for
one grazing (G1); the doubled line shows the break-even line for two grazing treatments
(G2)
Time Gain
Discount rate (i in %)
(δ in years)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
1
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
2
1.00
2.01
3.02
4.04
5.06
6.09
7.12
8.16
9.20
10.25 11.30 12.36 13.42 14.49
15.56
16.64
3
1.51
3.03
4.57
6.12
7.69
9.27
10.87 12.49 14.12 15.76 17.42 19.10 20.79 22.50
24.23
25.97
4
2.02
4.06
6.14
8.24
10.38 12.55 14.75 16.99 19.25 21.55 23.88 26.25 28.65 31.08
33.55
36.05
5
2.53
5.10
7.73
10.41 13.14 15.93 18.77 21.67 24.62 27.63 30.70 33.82 37.01 40.26
43.56
46.93
6
3.04
6.15
9.34
12.62 15.97 19.41 22.93 26.53 30.23 34.01 37.88 41.85 45.91 50.07
54.33
58.69
7
3.55
7.21
10.98 14.87 18.87 22.99 27.23 31.59 36.09 40.71 45.47 50.36 55.40 60.58
65.90
71.38
8
4.07
8.29
12.65 17.17 21.84 26.68 31.68 36.86 42.21 47.75 53.47 59.38 65.50 71.82
78.35
85.09
9
4.59
9.37
14.34 19.51 24.89 30.48 36.29 42.33 48.61 55.13 61.91 68.95 76.26 83.85
91.72
99.90
10
5.11 10.46 16.05 21.90 28.01 34.39 41.06 48.02 55.30 62.89 70.81 79.08 87.71 96.72 106.10 115.89
69
Increasing or decreasing revenues by 15, 30 and 45%, had almost no effect on ARAC
response (Figure 8a) except for scenario B whose tendency is more pronounced. However,
for all scenarios, ARAC is superior to BeRAC. We concluded that between these
boundaries (- 45 to 45%) revenues did not influence ARAC response.
70
Figure 8. Actual Relative Additional Cost (ARAC) response of each scenario (A, B and C)
taking a rotational period (RP equal to 91 years) and timber price (P1 equal to 40 $/m3) for
the two grazing treatments (G1 equal to one grazing and G2 equal to two grazing
treatments) and, Break-even Relative Additional Cost (BeRAC) response calculated at 4%
discount rate (i).
Increasing or decreasing grazing costs by 15, 30 and 45%, had an effect on ARAC response
(Figure 8b). ARAC increases linearly when costs increase. With a reduction of 45% in
grazing costs, AG1 and CG1 became profitable because ARAC average was less than
BeRAC (equal to4%). At -45%, ARAC values ranged from 3.63 to 21.21% (17.58% of
difference) whereas at +45%, ARAC values ranged from 9.57 to 55.93% (46.36% of
difference), indicating that an increase in grazing costs increases the gap between G1 and
G2.
Sensitivity analysis allowed us to test the robustness of our results from a financial point of
view. When discount rate varied from 0.5 to 8%, G1 was more profitable than G2
treatments for all the scenarios. The ARAC was superior to the BeRAC, except for G1 in
scenario A and C, indicating that with a certain i (in this case i equal to 6.5%), G1 became
profitable without time gain (δ). However, we found that with a certain δ, the profitability
of the two treatments was the same depending on each scenario, which supported our
hypothesis that the profitability was the same for the GT tested. Using varying revenue
levels did not change the interpretation of profitability; and varying grazing costs changed
the interpretation of profitability only when 45% of variation was reached for grazing
costs). In other words, a high percent of costs variation was necessary to change the
interpretation of profitability.
The optimal number of GT varied according to scenarios (A, B and C) each scenario
corresponding to a particular biogeoclimatic zone. In scenario A and C, which correspond
to ESSFmv3 and SBSmk1, respectively, G1 was more profitable than G2. In order to get
71
the same profitability for G2 as G1, 4 and 3 years of δ for scenario A and C, respectively,
were needed at i equal to 4% and a RP of 91 years. However, in scenario B, which
corresponds to SBSwk3, the profitability was the same for G1 and G2. These results could
be explained by the fact that every site had its specific characteristics and constraints,
resulting in a different quantity and quality of vegetation for sheep grazing. As an example,
ESSF is located on higher elevations than SBS, which could be difficult to access for
grazing, resulting in an increase in grazing costs. Moreover, taking ESSFmv3, deciding on
whether or not to apply a second grazing treatment will depend on if a certain time gain is
possible during the RP. In this case, if a certain time gain is possible, we recommend
applying two grazing instead of one grazing to control herbaceous vegetation. Further
research would be needed to confirm these findings, and also to examine the monetary
benefits of time gain.
3.6.
CONCLUSIONS
It is important to recognize that no single vegetation control method is appropriate for all
sites, and as a result, forest practitioners must employ a variety of techniques to address
site-specific problems. Now, based on the analysis of sheep grazing method, profitability of
the optimal number of grazing treatments to eliminate competition from weeds in young
conifer plantations, varied according to the biogeoclimatic zone. On ESSFmv3 (scenario
A), grazing treatment (GT) was influenced by rotational period (RP) and price (P),
promoting one grazing (G1) for each RP and P. On SBSmk1 (scenario C), only P had an
influence on GT, promoting G1 for each P. In these two biogeoclimatic zones, time gain is
needed for a second grazing treatment to become profitable. However, on SBSwk3
(scenario B), the profitability was the same for G1 and G2; and RP and P did not influence
profitability. In this case, we recommend the application of a second GT to release
competing vegetation. Because there was no consensus on the influence of RP and P on
profitability, our hypothesis that RP and price do not influence profitability of GT was
partially verified. Sensitivity analysis, which involved varying revenue levels and grazing
costs, confirmed the robustness of our study. However, for ESSFmv3, when varying
discount rate from 6.5% and more, ARAC of G1 was less than BeRAC, indicating that G1
72
became profitable at this point. Moreover, a discount rate higher than 8% was needed for
G2 to be profitable without time gain. Before doing a second grazing treatment on the same
site, we recommend applying Garcia’s (1996) approach which compares ARAC with
BeRAC. If ARAC is greater than BeRAC, it is important to see how many years have to be
gain for one or two GT having the same profitability. The application of this method could
assist forest practitioners when deciding on the number of grazing treatments to perform in
young conifer plantations. However, our study has not yet provided definitive evidence that
one or two GT had the same profitability. Because we used a limited sampling data, further
research would be needed to confirm these findings and also to examine profitability using
growth rate. Having growth rate data, we could calculate the rotational period and then
expected revenues of grazing sites. Time gained during the rotational period must be
translated into monetary terms. If it is possible to harvest a few years before, we could start
the next rotation early and maximize the benefits. Talking about monetary benefits is
always more attractive to forest practitioners than talking about time gain. Monetary
benefits can encourage the use of sheep grazing in young conifer plantations. Moreover,
sheep grazing offers environmental goods and services by avoiding air and land
contamination, which is not the case with other practices (chemical or mechanical
methods). The integration of those external benefits in the financial analysis could make
sheep grazing more profitable than other vegetation control methods.
3.7.
ACKNOWLEDGEMENTS
This work was funded through the Fort St. James Field Team of BC Timber Sales, StuartNechako Business Area, which is part of the provincial Ministry of Forests, Lands and
Natural Resource Operations, and by the University of Northern British Columbia (UNBC)
and NSERC Discovery Grant to D.P. Khasa (Université Laval). The authors wish to thank
all the members of the Fort St. James Field Team of the BC Timber Sales, Stuart-Nechako
Business Area, especially Susan Salokannel and Larry Taylor for assistance. Last but not
the least, we thank Professor Nancy Gélinas and Dr Gbelidji Fifanou Vodouhe for fruitful
discussions and advice on financial analysis as well as Mrs Hélène Crépeau for assistance
in statistical analyses.
73
3.8.
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75
CHAPITRE IV
CONCLUSIONS GÉNÉRALES
77
4.1.
VÉRIFICATION DES HYPOTHÈSES
La gestion de la végétation par des moutons dans de jeunes plantations de conifères est une
méthode biologique fonctionnelle alternative aux autres méthodes existantes qui,
généralement, ne sont pas en harmonie avec l’environnement et ne sont pas acceptées
socialement (Sutherland et al. 1992). Cependant, elle doit être utilisée dans des sites
appropriés et suivre un protocole déterminé (Newsome et al. 1995). Elle possède ses
propres avantages et limites (Foster 1998).
Pour cette étude, nous nous sommes fixés comme but d’évaluer l’efficacité de la gestion
des herbes adventices par des moutons dans de jeunes plantations de conifères en C-B.
L’efficacité de la méthode a été évaluée d’un point de vue biologique et économique.
Au plan biologique nous nous sommes intéressés à savoir si l’application de deux pâturages
consécutifs avec des moutons favorisait la croissance de l’épinette hybride, l’essence
commerciale étudiée. Le manque d’études sur l’épinette hybride ainsi que les conclusions
divergentes des études existantes sur l’effet du pâturage sur la croissance des conifères
(Sharrow 1994) ont relevé le besoin de réaliser une étude basée sur des données et des
analyses scientifiques démontrant l’effet du pâturage sur la croissance de l’épinette hybride.
Ainsi, d’après les résultats obtenus, nous avons pu conclure que dans la zone
biogéoclimatique ESSFmv3, le passage de deux pâturages consécutifs sur un même site n’a
pas favorisé la croissance globale en hauteur et en diamètre de l’épinette hybride. Les
rapports hauteur/diamètre (HDR), indicateurs du niveau de compétition, n’ont également
pas été affectés par le passage du troupeau. Le fait que les valeurs des HDR étaient situées
entre l’intervalle 50 - 60 et que l’épinette croît sans problèmes quand les niveaux de
compétition produisent un HDR situé dans cet intervalle (Coopersmith et Hall 1999),
pourrait expliquer le manque d’effet du pâturage sur la croissance des jeunes arbres. De
plus, les épinettes sont des espèces tolérantes à l’ombrage et qui, d’après Lieffers et Stadt
(1994), atteignent leur maximum de croissance à un taux de transmission de lumière de
78
40%. Ainsi, la compétition par la lumière ne serait pas un facteur limitant pour la
croissance de l’épinette hybride.
Par contre, la croissance en longueur internodale s’est révélée être plus importante au sein
des sites pâturés à partir du deuxième passage du troupeau. D’abord, lorsqu’on réalise un
dégagement de la végétation compétitrice, les jeunes plants ont besoin d’une période
(même de plusieurs années) pour reprendre leur rythme de croissance (Lieffers et coll.
1993), qui peut se traduire auparavant par un arrêt de croissance ou un taux de croissance
faible. Il est de même possible qu’un seul passage du troupeau soit insuffisant à
l’élimination de la compétition, d’où la nécessité d’un deuxième passage. La tendance des
deux courbes à se séparer plus on s’éloigne des années où le pâturage a eu lieu (Figure 4)
laisse penser que cet avantage en croissance de la longueur internodale des épinettes sur les
sites pâturés pourrait se traduire en une croissance globale supérieure de l’arbre à un âge
plus avancé de la plantation. Nous pouvons conclure que notre hypothèse selon laquelle
« la gestion des herbes adventices par les moutons favorise la croissance des jeunes
conifères » est partiellement vérifiée. Pour qu’elle soit totalement vérifiée, le pâturage
aurait dû favoriser la croissance globale de l’arbre.
Étant donné qu’un minimum de deux passages du troupeau, durant la même saison ou bien
pendant des années consécutives, soit nécessaire pour efficacement réduire les réserves des
racines de l’épilobe à feuille étroite (Sharrow 1994; L. Taylor, communic. pers., juin 2011),
nous nous sommes intéressés à évaluer la rentabilité du nombre de traitements (1 ou 2
passages du troupeau) pour la gestion de la compétition des herbes adventices dans de
jeunes plantations mixtes de conifères. Grâce à l’utilisation de l’approche de Garcia (1996),
il a été démontré que le nombre de passages optimal est dépendant des caractéristiques du
site et qu’avec un taux d’intérêt de 4%, aucun des deux traitements n’est rentable sans un
gain en temps durant la période de rotation.
79
Concrètement, le nombre d’années qu’il faut gagner, dans la rotation, pour que deux
passages soient rentables, s’est révélé être supérieur à un seul passage dans les zones
biogéoclimatiques ESSFmv3 (scénario A) et SBSmk1 (scénario C). Par contre, les résultats
de la zone biogéoclimatique SBSwk3 (scénario B) n’ont pas montré de différences entre un
ou deux passages du troupeau. Cela confirme partiellement notre hypothèse selon laquelle
la rentabilité est la même pour les deux traitements. En effet, un scénario sur trois le
démontre. En ce qui concerne l’influence de la période de rotation (PR) et du prix (P) sur la
rentabilité du traitement, les résultats ont montré que cette influence n’est pas constante
dans les trois scénarios étudiés. Cela indique que cette influence dépend aussi des
caractéristiques du site.
Finalement, en ce qui a trait aux analyses de sensibilité, la variation du taux d’intérêt de
0,5% à 8% n’a pas changé les résultats à l’exception d’un pâturage (G1) pour le scénario A
et C où à partir d’un taux d’intérêt de 6,5%, G1 devient rentable sans avoir besoin de
gagner en temps (δ). En ce qui a trait à la variation des revenus, celle-ci n’a pas modifié les
résultats, ce qui renforce la robustesse de notre interprétation sur la rentabilité. La
rentabilité s’est relevée être sensible à partir d’une variation de 45% (+45% pour les coûts
d’établissement et -45% pour les coûts du pâturage) des coûts du pâturage. Cela indique
qu’il faudrait une variation de 45% pour que nos résultats soient différents, ce qui est quand
même une valeur très élevée. Nous pouvons conclure que nos résultats ne sont sensibles
qu’à partir de valeurs très élevées, ce qui confirme donc la robustesse de nos résultats.
4.2.
LIMITES DE L’ÉTUDE
Tout d’abord, nous avons réalisé une étude rétrospective où aucun dispositif expérimental,
à but scientifique, n’avait été mis en place auparavant. De ce fait, la sélection des sites à
échantillonner pour le volet biologique, s’est réalisée à partir d’une base de données du
MoFLNRO en essayant de trouver des sites accessibles et possédant des caractéristiques le
plus homogènes possible. Ces caractéristiques comprenaient la zone biogéoclimatique, les
espèces présentes, les méthodes de préparation de site, l’âge de plantation et les années où
le pâturage a eu lieu. Ces critères de sélection ont restreint le choix des sites avec un
80
nombre limité de répétitions (trois répétitions pour les sites pâturés et deux répétitions pour
les sites non pâturés ou témoin). Ce nombre limité de répétitions pose des problèmes quant
à l’analyse statistique, rendant celle-ci moins puissante. Ainsi, lorsque nous avons analysé
nos variables dépendantes simples (TH, Ø15cm et HDR), l’effet aléatoire a été réparti au
niveau du bloc (nos répétitions), rendant plus difficile de trouver un effet significatif du
traitement. Un nombre de répétitions plus abondant aurait pu améliorer la valeur de nos
résultats. Par ailleurs, il aurait était intéressant d’utiliser une co-variable pour la TH, ce qui
aurait permis de diminuer la variabilité des premières années de croissance. La co-variable
pourrait être la différence entre la TH et la IL cumulée de l’année 2010. Par contre, pour les
mesures répétées correspondant à la IL cumulée et ayant comme facteur systématique la
position internodale, la variabilité a été répartie au niveau du bloc et de l’arbre, ce qui rend
l’analyse plus précise que celle des variables dépendantes simples, mais moins extrapolable
au niveau du peuplement. Pour que les résultats puissent être généralisés au niveau de la
zone biogéoclimatique ESSF au sein de la C-B, il serait nécessaire d’augmenter
l’échantillonnage. Enfin, une dernière source d’erreur non négligeable est la difficulté à
identifier visuellement les nœuds des premières années de croissance.
En ce qui a trait au volet économique, le nombre de répétitions pour chacun des scénarios
correspondant à une zone biogéoclimatique déterminée (ESSFmv3, SBSwk3 et SBSmk1) a,
de même, rendu plus difficile notre analyse statistique lors de la comparaison des deux
traitements (1 ou 2 passages du troupeau). Cela est dû à la grande variabilité entre les
répétitions. De plus, les conclusions sur le nombre de passages sont assujetties à chacune
des zones biogéoclimatiques étudiées ainsi qu’aux caractéristiques du site. Pour que les
résultats dans les zones biogéoclimatiques ESSFmv3, SBSwk3 et SBSmk1 puissent être
généralisés à la C-B, il serait nécessaire d’augmenter l’échantillonnage. Il faut préciser
qu’il s’agit d’une étude exploratoire pour voir l’applicabilité de l’approche de Garcia
(1996) où la rentabilité est évaluée par rapport au temps gagné durant la période de rotation.
Il serait nécessaire d’avoir un estimé du temps gagné lors de l’application du pâturage pour
évaluer la pertinence de réaliser ou de ne pas réaliser le pâturage, ainsi que le nombre de
81
passages consécutifs au cours de la même saison ou durant des années consécutives
pouvant être réalisés, tout en conservant la rentabilité du système.
4.3.
RECOMMANDATIONS ET FUTURES RECHERCHES
Nous avons voulu évaluer l’efficacité de la gestion des herbes adventices par des moutons
selon deux volets, biologique et économique, pour donner une vision plus large de la
méthode. Même si nous arrivons à la conclusion que l’utilisation des moutons pour la
gestion de la végétation compétitrice favorise la croissance des jeunes conifères, les
praticiens vont être plus réticents à son application si celle-ci n’est pas rentable.
Pour le volet biologique, nous avons évalué l’effet du pâturage (deux passages consécutifs
du troupeau un an après l’autre) sur la croissance de l’épinette hybride. Étant donné que le
pâturage n’a pas eu un effet significatif sur la croissance globale des jeunes épinettes, mais
qu’il y a eu un effet significatif sur la longueur internodale cumulée, tendant à s’accentuer
plus on s’éloigne des années où le pâturage a eu lieu, il serait pertinent de prendre des
mesures dendrométriques à un stade plus avancé de la plantation. Ainsi, il pourrait exister
un effet significatif du pâturage sur la croissance globale des jeunes arbres.
De plus, l’étude s’est concentrée sur la réponse à la croissance de l’épinette hybride après
deux passages du troupeau, mais étant donné que certains auteurs (Sharrow 1994; Boateng
2007) indiquent qu’un minimum de deux passages consécutifs la même année ou durant
deux années de suite sont nécessaires pour gérer la compétition, il s’avère essentiel
d’étudier un troisième passage du troupeau tant pour le volet biologique qu’économique.
De même, l’épinette étant une espèce tolérante à l’ombrage, il serait pertinent de mesurer
son taux de survie, ainsi que le temps nécessaire pour déclarer la forêt comme établie. Dans
le cas du pin tordu, l’autre espèce à valeur commerciale présente dans les plantations de
l’étude, il serait aussi intéressant d’évaluer sa survie, sa croissance et le temps nécessaire
pour arriver au statut de forêt établie. Comme il s’agit d’une espèce moins tolérante à
82
l’ombrage, l’effet de la gestion de la végétation compétitrice par broutage sur la croissance
pourrait être plus notable que pour l’épinette hybride.
Cette étude étant rétrospective, une étude prospective permettrait de planifier les plans
d’expérience. Ainsi nous recommandons de mettre en place un dispositif expérimental dès
le début pour contrôler le plus que possible la variabilité des facteurs externes. Cela
consisterait à réaliser un dispositif en blocs complets aléatoires comprenant les deux
traitements (pâturé et témoin), avec un nombre de répétitions suffisant à l’analyse
statistique, ainsi que la sélection de plusieurs sites correspondant à une même zone
biogéoclimatique ou bien à plusieurs, selon l’intérêt et le budget disponible. L’étude
s’étendrait sur plusieurs années, s’étalant de l’année de préparation du site et de la mise en
place de la plantation à l’année de déclaration de la forêt comme établie. Dans ce cas, on
pourrait analyser la survie et la croissance des arbres, ainsi que le temps nécessaire pour
déclarer la forêt comme établie. Durant cette période, il y aurait le passage du troupeau
(une, deux ou trois fois). La mise en place d’une clôture pour empêcher le bétail de brouter
les témoins serait nécessaire.
Pour le volet économique, nous avons réalisé une étude exploratoire pour voir
l’applicabilité de l’approche de Garcia (1996). En utilisant cette approche, la rentabilité est
évaluée par rapport au temps gagné durant la période de rotation. Une prise de données plus
systématique et notamment la mesure du taux de croissance durant plusieurs années,
permettrait d’obtenir un estimé réel du temps gagné durant la période de rotation et ainsi de
décider de l’application ou pas du pâturage. Ce gain pourrait être traduit en termes
monétaires, ce qui aurait un impact plus important aux yeux des gestionnaires forestiers.
De plus, nous avons réalisé une analyse marginale qui tient en compte uniquement les coûts
du pâturage. Étant donné que, dans le domaine de l’agroforesterie, on se situe à long terme
à cause de la composante ligneuse, les analyses financières demandent beaucoup de temps
et de données. Cependant, il serait pertinent de réaliser une analyse financière intégrant
83
toutes les entrées (inputs) et les sorties (outputs) du système sylvopastoral. Il faudrait
réaliser une analyse globale de tout le système en intégrant tous les coûts reliés à la gestion
du troupeau, les revenus (i.e. viande, laine) ainsi que les Biens et Services
Environnementaux obtenus grâce à la non utilisation d’herbicides ou de la machinerie au
sein des opérations forestières.
Enfin, voici quelques futures recherches qui permettraient de combler les lacunes de
connaissance actuelles et de promouvoir l’utilisation du bétail pour la gestion de la
végétation compétitrice:
-
Étudier la palatabilité (propriétés organoleptiques) des espèces concurrentes
(herbacées, arbustives ou arborées) pour mieux adapter la pratique aux sites les plus
propices, permettant en plus de diminuer les dommages aux jeunes conifères.
-
Étudier l’efficacité des moutons à contrôler les feuillus (i.e. peuplier faux-tremble)
et déterminer si un mélange de moutons et de caprins serait faisable afin d’élargir le
nombre d’espèces concurrentes ciblées; les caprins ayant une préférence pour les
espèces ligneuses.
-
Étudier le rapport hauteur/diamètre maximal selon l’espèce d’arbre afin de créer un
outil de prise de décision pour évaluer le besoin ou pas de gérer la végétation
compétitrice.
-
Étudier le compactage du sol provoqué par le piétinement du bétail afin de
déterminer un taux de charge adapté selon les sites.
-
Étudier l’effet potentiellement bénéfique des excréments du bétail sur le cycle des
nutriments et la fertilisation du sol.
-
Étudier la faisabilité de la méthode au Québec, notamment la présence de troupeaux
et de bergers disposés à la réaliser, l’intérêt du Ministère des Ressources Naturelles,
la présence de forêts où elle pourrait être appliquée, la rentabilité, la production
ovine, etc. Un essai a été réalisé dans la Forêt modèle du Bas-Saint-Laurent en 1995
(Belleau et Bell 1997), mais la forêt n’est plus opérationnelle depuis 2007.
84
Pour finir, l’épidémie de Dendroctonus ponderosae qui est en train de ravager les forêts de
la C-B va provoquer la présence d’un nombre important de parterres de coupes forestières à
reboiser qui vont avoir besoin d’une gestion de la végétation compétitrice. Si à cela on
ajoute la pression de la société qui prend de plus en plus conscience de l’importance de la
conservation de l’environnement, l’utilisation des moutons comme outil pour la gestion de
la végétation dans des plantations forestières apparait comme une solution durable pour le
futur.
4.4.
BIBLIOGRAPHIE
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British Columbia Ministry of Forests, Cariboo Forest Region, 21-29
86
ANNEXES
87
ANNEXE I – CARTE DE LOCALISATION DES BLOCS ÉCHANTILLONNÉS
Les blocs A56660-1, A56661-1 et A56661-2 (Rainbow) correspondent aux blocs pâturés (grazed); les blocs A56677-1 (Inzana Lake)
et A18156-1 (Nation Lakes) correspondent aux blocs témoins (control).
88
ANNEXE II – ILLUSTRATIONS DES SITES DE L’EXPÉRIENCE
(a)
(c)
(b)
(d)
(a) Exemple de compétition de l’épilobe à feuilles étroites du bloc A18156-1.
(b) Les deux espèces à but commercial présentes (épinette hybride à gauche et pin tordu à
droite) dans le bloc A56677-1.
(c) Mesure de la hauteur totale et de la longueur internodale avec un pôle gradué de hauteur
au bloc A56660-1.
(d) Mesure du diamètre à une hauteur de 15 cm d’un jeune plant du bloc A56677-1.
89
ANNEXE III – CARTES DÉTAILLÉES SUR L’ÉCHANTILLONNAGE DE
CHACUN DES BLOCS
(a)
(b)
90
(c)
(d)
91
(e)
Les points roses correspondent à chacun des arbres échantillonnés.
(a) Bloc A56660-1
(b) Bloc A56661-1
(c) Bloc A56661-2
(d) Bloc A56677-1
(e) Bloc A18156-1
92