Does the forest mosaic influence spruce budworm outbreaks?

La prochaine épidémie de la TBE
(tordeuse des bourgeons de
l’épinette), l'aménagement forestier
et les changements climatiques: À
quoi doit-on s'attendre?
Daniel Kneeshaw
Tordeuse des bourgeons de l’épinette de l’est
(Choristoneura fumiferana clem.)‫‏‬
Sanders,1985


Dispersion >25km et bcp +
Arbres hotes meurent après 5-6
ans ou plus de défoliation sévère
Pertes de mortalité et de
croissance radiale et en hauteur
Devrait-on être excité?
Encore une petite fraction
de la 350 000km2
defoliaté au maximum de
la dernière épidémie
(approx 1/20)
Questions?
• Est-ce que l’aménagement forestier affecte la
TBE? Peut-on aménager pour réduire les effets
de la TBE? Modifie-t-on le paysage forestier
inconsciement pour influencer les épidémies?
• Comment est-ce que les changements de
climat affecteront la TBE?
• Que devrait-on s’attendre? Mieux ou pire?
La forêt est-elle moins
vulnérable présentement?
Les évidences suggèrent que la sylviculture peut
être utilisée pour réduire l’effet des épidémies
- éclaircies pré-commerciales (augmente la
vigueur)
- modification de la composition
.
(forêts mixtes i.e. feuillus/résineux moins
vulnérables,
aussi EPN < EPB < SAB)
Les forêts sont elles moins
vulnérables?
• Tester les observations du terrain avec l’outil
d’aide à la décision sur la TBE (ou vérifier
l’outil avec les observations)
• Les données/observations proviennent des
derniers décennaux du MRNF
• Est-ce que les prévisions par le modèle
représent ce qu’on observe sur le terrain?
Aire d’étude
Importants efforts de
prévention en Gaspésie
Beaucoup d’éclaircie
précommerciale
Nombreuses
plantations d’épinettes
Forêts mixtes
Superficie: 1058
km²
Objectif:
La forêt est-elle moins vulnérable présentement?
• Pertes par type de peuplement (2006):
4000
3500
3000
K
m³
4e période
d’épidémie
2500
2000
volume perdu
2761
volume résiduel
1938
1500
1000
281
703
500
578
0
586
214
609
142
687
Objectif
La forêt est-elle moins vulnérable présentement?
• Pertes par type de peuplement (2006):
4000
3500
- 83 %
3000
K  m³
4e période
d’épidémie
- 77 %
2500
2000
volume perdu
2761
volume résiduel
1938
1500
- 77 %
- 81 %
1000
500
0
- 29 %
281
578
586
703
609
214
142
687
Le passé



Une augmentation de fréquence et sévérité
des épidémies de la TBE a été observée
durant le 20e siècle (fréquence est plus
controverse Blais 1983 vs Boulanger et Arsenault 2004)
Attribuée aux pratiques d’aménagement à
grande échelle et ensapinage
Peut-on manipuler la mosaique forestière
pour influencer les épidémies?
Objectif

Étudier l’effet de la configuration forestière
suite à l’aménagement forestier sur les
épidémies de la TBE
Effets de l’aménagement forestier sur les
épidémies de la TBE
• Question: Qu’est-ce que l’effet des patrons
d’aménagement forestier sur les épidémies de
la TBE? Et donc sur la disponibilité du bois?
• Tester dans Trois zones
• Aménagement brut – taille des coupes > 100 ha
• Aménagement fin – taille des coupes ~10ha
• Pas d’aménagement forestier – zone de conservation
Aire d’étude
Lake
Superior
Aménagement
forestier à
l’échelle du
paysage affecte
des épidémies
Paysages
Naturel
Grossier
Synchrone
Sevère
Peu fréquent
Longue durée
Fin
Asynchrone
Peu sévère
Plus fréquent
Courte durée
Robert et al. 2012 CJFR
100
100
8080
6060
Paysage naturel (conservation)
4040
2020
0
01910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 20
Y ear
Year
North
South
Coarse-grained Canadian zone
100 Paysage aménagé par grandes coupes
80
60
40
20
0
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
North
South
Fine-grained US zone
100 Paysage aménagé par petites coupes
80
60
40
20
0
1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
North
South
Cluster dendrogram (Euclidean)
Canadien/grandes coupes
Conservation
American/petites coupes
Robert et al. 2012 Sous-préparation
Mapping the clusters (distance
constrained)
Interactions entre la TBE, le feu et la
récolte forestière
• Les patrons créés par ces perturbations
influencent et limitent les perturbations
naturelles et anthropiques futures
• Comment est-ce que la récolte influence les
épidémies? Et vice-versa
• Tester avec de la modélisation (VLM-SELES)
Modelling spatial interactions among fire, spruce budworm, and logging in the boreal forest
James, P., Fortin M.J., Sturtevant, B., Fall, A. & D. Kneeshaw. Ecosystems 2011
Superficie défoliée (milliers Ha)
Sans feu
Avec feu
% coupé annuellement. = 0.66% % coupe annuelle = 1.0%
Petite
Grande
Petite
Taille des coupes
Grande
• En contraste, avec
d’autres recherches:
aménagement forestier ≠
augmentation de la TBE
• < TBE en augmentant
coupe et feu
• Changement de
composition et de
maturité
Messages à retenir
• Patrons d’aménagement (fins ou grossiers) influencent
les caractéristiques des épidémies - tels que patrons fins
= épidémies moins synchronisées et moins longues
• La coupe ciblant les sapinières surtout les peuplements
surmatures réduira l’effet de la TBE
Évolution des épidémies de la TBE
- Épidémie années 40
- Épidémie années 80
- Épidémie qui commence
- Est-ce que les patrons du passé
sont utiles pour prédire l’avenir?
L’épidémie actuelle de la TBE et où
elle se retrouve dans le paysage
Forêts défoliées vs non-défoliées
sur la Cote Nord
• Forêts défoliées sont à plus basse elévation que
les forêts non-défoliées
• Aires coupées il y a 30-70 ans sont le ‘bar de
salade’ de la TBE actuellement (> 50% de la
superficie défoliée)
• Aires légèrement défoliés lors de la dernière
épidémie sont les plus attaqués maintenant
ORG_COD Fréquence
Pourcentage cumulée
ƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒ
BR
3355
28.37
3355 28.37
CHT
145
1.23
3500 29.60
CPR
65
0.55
3565 30.15
CT
6969
58.93
10534 89.07
ES
1251
10.58
11785 99.65
P
3
0.03
11788 99.68
PLR
38
0.32
11826 100.00
cumulé
Fréquence Pctage.
PRT_COD Fréquence
Pourcentage cumulée
ƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒ
BRP
28
0.71
28
0.71
CHP
877
22.26
905 22.98
CP
164
4.16
1069 27.14
DP
6
0.15
1075 27.29
DRM
12
0.30
1087 27.60
EL
2774
70.42
3861 98.02
EPC
69
1.75
3930 99.77
RRR
9
0.23
3939 100.00
cumulé
Défoliation actuelle sur la Cote
Nord
3.0
2.0
1.0
4565
139
9954
67095
4710
25202
8774
st
ho
s
st
fhiro
+
forest type
89561
+
fir
2
fi r
+
c
nh
fir
+ t
s
hw ho
+
6992
c
nh
17
hw
828
s
cod
nwho
rd
ha
N=
hw
+
fir fi r
)
+
st hc
ho or n
w
(h
+ sts
st ho
ho
0.0
Puis, qu’est-ce que le rôle du climat?
• Hivers plus chaud?
• Plus de précipitation?
• Étés plus longue?
• Vs stades de vie de la TBE
• Changements de phénologie (arbres vs insecte)
La tordeuse des bourgeons de l’épinette
Diapositif de J. Regnière
Phénologie des arbres hôtes
• Bourgeons du sapin
oeuvrent 2 à 4
semaines avant
l’épinette noire
(synchonisé avec la
TBE)
• Est-ce que cela
changera avec le
climat?
• Données
préliminaires
montrent peu de
plasticité chez l’EPN
Épinette noire
Sapin baumier
25 Juin 2010, Armagh, QC
Mais la TBE peut s’adapter rapidement
Défoliation sur la Côte Nord
Sapin baumier
plot 2
plot 15
plot 92
100
plot 1
plot 22
plot 31
90
80
70
70
% defoliation
80
60
50
40
60
50
40
30
30
20
20
10
10
0
0
2006
2007
2008
2009
2010
2006
2007
Mixte sapin et EPN
plot 6
plot 13
plot 95
100
90
80
70
% defoliation
% defoliation
90
Épinette noire
100
60
50
40
30
20
10
0
2006
2007
2008
2009
2010
2008
2009
2010
La tordeuse des bourgeons de l’épinette
Entre le moment que l’adulte pond
les oeufs et le printemps la TBE ne
mange pas
Si l’automne est trop chaud la TBE
va mourrir à cause de l’épuisement
des ressources
Donc la TBE augmentera son aire
de distribution vers le nord mais
son aire retrécira au sud
Image de J. Regnière
Taux d’accroissement
Pour la TBE, c’est une question de latitude…
Climat 2041-2070
Climat actuel
Tiré de Regnière et al 2011 Biological Invasions
Climat actuel
Climat seulement
Climat 2041-2070
Climat seulement
Climat et distribution des espèces hôtes
Tiré de Regnière et al 2011 Biological Invasions
31
Bonnes nouvelles pour N.B. et
Gaspésie?
• La TBE se déplacera vers le nord et d’ici la
prochaine épidémie le climat sera trop chaud
pour la TBE en Gaspésie et N.B.
• Mais la nature déteste un vide….
Insectes attaquant le sapin
baumier
• La tordeuse des bourgeons de l’épinette
• L’arpenteuse de pruche
• Le diprion de scie
• Donc, il y a une possibilité accrue de plusieurs
épidémies en même temps
Sapin baumier
Abies balsamea (L.) Mill.
 Tordeuse des bourgeons de l’épinette
(TBE)
Choristoneura fumiferana Clem.
 Arpenteuse de pruche
Lambdina fiscellaria fiscellaria Guen.
 Diprion du sapin
Neodiprion abietis Harris
Rose and Lindquist, 1994
Photos from Natural Resources Canada www.nrcan.gc.ca
Scie à mouche
Diprion du sapin
Natural Resources Canada
www.nrcan.gc.ca
Natural Resources Canada
www.nrcan.gc.ca
Conclusion: Épidémies et l’avenir
• La foresterie affecte la composition et la
configuration des hôtes et ainsi elle affecte les
dommages causés par des insectes (hôtes
continus vs fragmentés)
• Le rôle de la composition forestière peut avoir
de l’influence à différentes échelles (Sab vs
Epn vs forêts mixtes…)
• À grande échelle, la maturité des sapinières
pourrait avoir une influence ainsi que les
facteurs physiques/topographiques
Épidémies et l’avenir
• Le réchauffement climatique peut réduire l’effet
de la TBE dans sa distribution ‘traditionelle’ mais
la TBE se déplacera vers le nord
• Phénologie arbres vs TBE?
• D’autres insectes réagiront au climat, à la
foresterie et p.e. à l’absence de la TBE (on n’est
pas sorti du bois)