Projet de recherche :

Dendrochronologie et modélisation : caractérisation des liens entre le climat et les traits anatomiques de l’érable à sucre (Acer saccharum Marshall) à la limite nord de son aire de répartition au Québec.

Ce projet de doctorat s’insère dans le cadre d’un programme de recherche collaboratif multi-institution sur les érablières nordiques. L’équipe est composée par de professionnels du Ministère des forêts, de la faune et des parcs (MFFP), du Service canadien des forêts, des compagnies forestières Forex, Eacom et RYAM, ainsi que des chercheurs de l'UQAM, l'UQAT, l'ULaval et l'UdeM. Notre programme de recherche analysera les facteurs qui limitent actuellement la répartition des érablières nordiques et comment le climat et les régimes de perturbations contrôlent leur distribution passée et future. Les conditions climatiques actuelles font que les érablières présentent une mauvaise qualité de tiges et cette problématique à laquelle sont confrontés les industriels est mal connue. Il devient donc important de caractériser le phénomène et de le mettre en lien avec une série de variables, notamment le climat et la génétique, et l'impact des événements climatiques extrêmes tel que ressenti par l'anatomie du bois et la croissance annuelle des érables. Plus spécifiquement, ce doctorat analysera les liens entre le climat et les traits anatomiques du bois des érablières nordiques. La croissance plus faible des érablières nordiques et leur moindre qualité du bois pourraient être en lien étroit avec la plus forte fréquence et l’ampleur des épisodes climatiques extrêmes, comme les gelées tardives ou précoces formant des fentes ou des gélivures (Havreljuk et al. 2013 and 2014). Nous voulons vérifier cette hypothèse par des analyses intra-annuelles des traits anatomiques des cernes qui peuvent souligner l’impact de limitations thermiques ou hydriques sur le fonctionnement des arbres durant la saison de croissance (Puchi et al. 2020).

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Projet de recherche :

Modèle empirique de la qualité du bois de l’érable à sucre en contexte de changement climatique

Le bois des érables au Québec est fréquemment marqué par une coloration du cœur. Cette coloration fait baisser considérablement la valeur marchande du bois. Le présent projet a pour but d'étudier el modéliser la qualité actuelle et future du bois de l'érable à sucre à l'échelle du peuplement sur son aire de répartition au Québec. Nous développerons un modèle empirique permettant d'estimer la proportion de bois coloré à l'échelle du peuplement sur la base de variables prédictives décrivant la structure des peuplements, les caractéristiques édaphiques. le milieu physique et le climat. Ensuite, nous utiliserons le modèle pour cartographie la qualité actuelle du bois de l'érable à sucre au Québec et la qualité future sur l'airc de répartition future de l'espèce, comme simulée par LANDIS-11.

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Projet de recherche :

Impacts passés et présents des rejets polluants de la fonderie Horne sur la forêt boréale.

Déterminer l'empreinte passée et présente de la fonderie Horne sur l`écophysiologie végétale aux alentours de Rouyn-Noranda Objectif 1 Les émissions acidifiantes de la fonderie Horne ont eu un impact significatif sur le cycle forestier de l’azote, spécialement durant les années 70, quand les émissions de dioxyde de soufre étaient beaucoup plus élevées qu’actuellement. Notre premier objectif consiste à reconstituer cet impact en analysant la signature isotopique de l’azote des cernes de croissance des arbres. Objectif 2 La bioaccumulation des métaux dans les cernes de croissance des arbres peut être utilisée pour cartographier précisément la variabilité spatio-temporelle de leur déposition en fonction des émissions de la fonderie Horne. Notre deuxième objectif consiste à vérifier que la concentration actuelle en plomb et cadmium dans les cernes est beaucoup plus basse que dans les années 70 en fonction de l’empreinte spatiale de la fonderie qui dépend de la direction des vents dominants. Objectif 3 Nous voulons vérifier l’empreinte de la fonderie sur la biodiversité et la séquestration de carbone d’îlots végétaux mis en place pour restaurer des affleurements rocheux dénudé et dégradés aux alentours de Rouyn-Noranda.

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Projet de recherche :

Évaluation du potentiel d’établissement de tapis de lichens et mousses sur des sites dégradés dans un objectif de revégétalisation d’affleurements rocheux à proximité de Rouyn-Noranda.

Mon projet portera sur l'évaluation du potentiel d'établissement de tapis de mousses et lichens sur des sites dégradés par l'exploitation minière aux alentours de Rouyn-Noranda. Les tapis de mousses et lichens détenminent grandement la composition des espèces de plantes vasculaires présentes et les fonctions écologiques associées. Dans un contexte de succession primaire, le rôle de ces tapis est d'autant plus décisif, mousses et lichens peuvent être fortement impactés par les pollutions minières. L'objectif principal est donc de définir si les tapis de mousses et lichens peuvent s'établir sur ces affleurements dégradés par la pollution et, dans un second temps, d'observer le potentiel de succession primaire dans une optique de revégétalisation des affleurements. 4 affleurements rocheux seront donc choisis à une distance croissante des exploitations minières de Rouyn-Noranda, sur chaque site plusieurs tapis de mousses, lichens. humus forestier et témoin seront installés avec 3 réplicats par site. Des semis d'arbres et de graminées seront effectués sur chaque réplicat. Plusieurs variables seront mesurées : lespropriétés physico-chimiques des substrats, le taux de pollution aux métaux lourds issus de la pollution minière, l'expansion/contraction des tapis, la croissance et survie des semis.

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Réponses de la croissance intra-annuelle des arbres à la variabilité environnementale.

L'objectif de ce projet est de comprendre comment la croissance intra-annuelle des arbres, plus spécifiquement celle de l'épinette noire. le pin gris et le peuplier faux-tremble est influencée par les changements climatiques, le type de sol et les stress hydriques. Les suivis se feront lors des été 2021 et 2022 sur 4 sites, deux sites sur argile et deux sites sur sable (esker), L'étude se fera à l'aide de dendromètres qui permettront de suivre les fluctuations horaires du diamètre du tronc des arbres sélectionnés. En tout, 15 arbres seront étudiés sur chaque site sur argile et IO arbres sur chaque site sur sable (total de 50 arbres). Une station météo sera de plus installée, permettant de suivre l'humidité du sol au cours des 2 saisons de croissance étudiées.

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Analyse et modélisation écophysiologique de la croissance de peuplements forestiers boréaux.

Ayant une position centrale dans l’environnement naturel, l’histoire, la culture et l’économie du Canada, la forêt boréale est confrontée à des changements climatiques et environnementaux rapides qui peuvent modifier sa structure et son fonctionnement et ouvrir éventuellement de nouvelles perspectives pour l’industrie forestière. Pour mieux prédire les réactions des écosystèmes forestiers nordiques face à ces changements, nous devons obtenir une fine connaissance du fonctionnement écophysiologique des espèces forestières boréales. Notre projet de recherche exploite un ensemble unique de données sur la croissance intra-annuelle des forêts et la modélisation pour étudier des processus forestiers clés dans un contexte de changement climatique. Nous étudierons l’écophysiologie des espèces arborescentes qui caractérisent la forêt boréale pour mieux caractériser et anticiper les effets des changements climatiques sur leur écosystème. L'objectif du doctorat sera de fournir à nos partenaires publiques et industriels des scénarios de croissance potentielle avec flux d’eau et de carbone détaillés pour différents peuplements matures.

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Conservation, gestion et écophysiologie des plus vieux arbres du Québec : les cèdres blancs du lac Duparquet.

Ayant une position centrale dans l’environnement naturel, l’histoire, la culture et l’économie du Canada, la forêt boréale est confrontée à des changements climatiques et environnementaux rapides qui peuvent modifier sa structure et son fonctionnement et ouvrir éventuellement de nouvelles perspectives pour l’industrie forestière. Pour mieux prédire les réactions des écosystèmes forestiers nordiques face à ces changements, nous devons obtenir une fine connaissance du fonctionnement écophysiologique des espèces forestières boréales. Notre projet de recherche exploite un ensemble unique de données sur la croissance intra-annuelle des forêts et la modélisation pour étudier des processus forestiers clés dans un contexte de changement climatique. Nous étudierons l’écophysiologie des espèces arborescentes qui caractérisent la forêt boréale pour mieux caractériser et anticiper les effets des changements climatiques sur leur écosystème. L'objectif du doctorat sera de fournir à nos partenaires publiques et industriels des scénarios de croissance potentielle avec flux d’eau et de carbone détaillés pour différents peuplements matures.

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Modélisation du comportement des peuplements de feuillus tempérés dans une matrice coniférienne.

A cause du changement climatique, la distribution spatiale des essences forestières pourrait être modifiée ainsi que la composition des peuplements. Ainsi, au Québec, on observe que certaines essences feuillus typiques des forêts tempérées forment des peuplements fragmentés à la limite sud de la forêt boréale mixte sous forme de peuplement marginaux. C'est après un feu de forêt que les chances de colonisation des essences marginales seraient les plus élevées en raison de l'élimination de certaines essences du peuplement d'origine. Or, il pourrait exister une forte compétition entre les différentes essences d'arbres pour recoloniser une nouvelle surface incendiée. Le principal objectif de cette thèse est de mieux comprendre le comportement des feuillus au sein de la matrice coniférienne afin de prédire comment la migration des feuillus tempérés vers la forêt boréale mixte pourraient être limitée ou favorisée par divers facteurs d'habitats. Pour atteindre cet objectif, nous modéliserons la capacité de certaines essences feuillues typiques des forêts tempérées à s'établir un environnement post-perturbation dans un contexte de compétition entre les feuillus et les conifères.

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Projet de recherche :

Approches isotopiques pour définir la dynamique de séquestration du carbone dans le bois des arbres boréaux.

Climate and environmental changes in the boreal forest are already having significant repercussions on carbon sequestration at the regional level, on the distribution of plant and animal species, and on the economy of the timber industry. However, recent research shows the existence of strong contradictions in our knowledge of the functioning of boreal trees and of their possible responses to environmental changes, particularly with respect to their vulnerability to drought. To better understand the resource use of boreal trees, we propose a research project that will use isotopic tracers as a means of understanding ecophysiological processes. We want to define the intra-annual dynamics and potential limitations of carbon sequestration along the leaf to wood uptake pathway of a species characterizing the boreal landscape. The main objective of the project will be to better define the temporal successions and the integration processes in the carbon assimilation pathway of jack pine (Pinus banksiana Lamb.). This will help to refine the understanding of processes such as carbon dynamics and water use during the growing season. Intra-annual monitoring of cellulose carbon and oxygen isotopes will be carried out over two summers for trees on a humidity gradient (trees on clay soil and trees on sandy soil). The plant tissues analyzed will include leaves, cambium and xylem from the current year. We want to determine how soil and weather conditions interact to influence the dynamics of carbon sequestration in jack pine wood. Subsequently, we will use the MAIDEN ecosystem model, developed by researchers from our team, to simulate carbon and isotopic dynamcs in the studied forest stands. This approach will make it possible to better predict, thanks to improved simulations, the responses of ecosystems to future climate changes.

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Paléoécologie et anatomie quantitative du bois : Anatomie des cernes de bois subfossiles pour étudier le climat de la région boréale du Québec.

Au cours de la dernière décennie, notre groupe de recherche a développé un important réseau de séries dendrochronologiques en échantillonnant des épinettes noires subfossiles (restes d'arbres bien conservés) dans des lacs de la forêt boréale du Québec. Ce réseau a été classé comme l'un des plus robustes au monde pour des études climatiques. Les chronologies résultantes couvrent deux millénaires et ont déjà permis des reconstitutions préliminaires des températures pour la région boréale du Québec, ainsi que des reconstitutions de l'historique des feux au niveau des peuplements. Jusqu'à présent, nos études étaient basées sur l'analyse de traits communément mesurés sur les cernes, tels que la largeur, la densité et les isotopes stables de la cellulose. Nos reconstitutions montrent une alternance de périodes plus froides avec une croissance réduite des arbres (par exemple suite aux plus grandes éruptions volcaniques des deux derniers millénaires) et de périodes plus chaudes avec une croissance soutenue des épinettes (par exemple entre 650 et 750 après JC et au cours des dernières décennies). Cependant, ces interprétations doivent encore être affinées avec des données supplémentaires. L'étudiant analysera les traits anatomiques des cernes des arbres sur les bois subfossiles pour obtenir des informations complémentaires et améliorer les interprétations paléoécologiques.

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Articles vulgarisés

Montoro Girona, M., Labrecque, J. P., Bergeron, A., Vieira, C., Gennaretti, F et Grosbois, G. Voyagé dans le passé pour prédire la forêt de l’avenir. La forêt en changement, Le soleil 2022, p. 5. http://services.lesoleil.com/cahiersspeciaux/2022/04/ls/foretenchangement/index.html?r=69 

Thivierge-Lampron, J., Montoro Girona, M. & Gennaretti, F. 2022. Suivre la croissance des arbres en temps réel, est-ce possible ? Le Couvert boréal, Été 2022, p. 11.

Montoro Girona, M., DesRochers, A., Gennaretti, F et Grosbois, G. Création du GREMA. Couvert Boréal, Printemps 2022, 18 (2).

Soubeyrand M., Dupassieux M., Marchand P. 2022. Des feuillus tempérés dans les forêts abitibiennes? Le Couvert boréal, Été 2022, 18(3) p. 16.

Ambec, N., Vogel, M. & Soubeyrand, M. 2022. Une pratique éthique de la pêche. Le couvert boréal, 18(4), p.15-16.

Ambec, N., Vogel, M. & Soubeyrand, M. 2023. Le temps des pêches commerciales en Abitibi, 19(1).

Boche, M., Gennaretti F. 2022. ENVIRONNEMENT : Les vieilles forêts et enjeux de conservation. Le Couvert boréal, Eté 2022, p.15

 

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Competitive interactions under current climate allow temperate tree species to grow and survive in boreal mixedwood forest M Soubeyrand, F Gennaretti, O Blarquez, Y Bergeron, AR Taylor, ... Ecography, e06525		2023
Scientific Meeting ReportAmeridendro 2022 in Montréal, Canada: Reconstructing Our Community E Boucher, F Gennaretti, T Porter, IH De Mendoza, S Solignac, L Lauzon, ... Tree-Ring Research 79 (1), 27-37		2023
Quantitative wood anatomy to explore tree responses to global change F Gennaretti, I García-González, M Carrer, S Rossi, G von Arx Frontiers Media SA		2022
Greater tree species diversity and lower intraspecific competition attenuate impacts from temperature increases and insect epidemics in boreal forests of western Quebec, Canada RD Chavardès, L Balducci, Y Bergeron, P Grondin, V Poirier, H Morin, ... Canadian Journal of Forest Research 53 (1), 48-59		2022
Tropical volcanoes synchronize eastern Canada with Northern Hemisphere millennial temperature variability F Wang, D Arseneault, É Boucher, F Gennaretti, S Yu, T Zhang Nature Communications 13 (1), 5042		2022
Xylem porosity, sapwood characteristics, and uncertainties in temperate and boreal forest water use C Pappas, N Bélanger, G Bastien-Beaudet, C Couture, L D'Orangeville, ... Agricultural and Forest Meteorology 323, 109092		2022
Recognising bias in Common Era temperature reconstructions U Büntgen, D Arseneault, É Boucher, OV Churakova, F Gennaretti, ... Dendrochronologia 74, 125982		2022
Correction to: Tree-ring cellulose δ18O records similar large-scale climate influences as precipitation δ18O in the Northwest Territories of Canada RD Field, L Andreu-Hayles, RD D’arrigo, R Oelkers, BH Luckman, ... Climate Dynamics 58 (9-10), 2907-2907		2022
Xylem porosity shapes sapwood characteristics and stem water use of temperate and boreal tree species C Pappas, N Bélanger, G Bastien-Beaudet, C Couture, L D'Orangeville, ... EGU General Assembly Conference Abstracts, EGU22-7603		2022
Smartforests Canada: A Network of Monitoring Plots for Forest Management Under Environmental Change C Pappas, N Bélanger, Y Bergeron, O Blarquez, HYH Chen, PG Comeau, ... Climate-Smart Forestry in Mountain Regions, 521-543	10	2022
Tree-ring cellulose δ18O records similar large-scale climate influences as precipitation δ18O in the Northwest Territories of Canada RD Field, L Andreu-Hayles, RD D’arrigo, R Oelkers, BH Luckman, ... Climate Dynamics, 1-18		2021
Testing the performance of dendroclimatic process-based models at global scale with the PAGES2k tree-ring width database J Rezsöhazy, F Gennaretti, H Goosse, J Guiot Climate Dynamics 57 (7-8), 2005-2020		2021
A new snow module improves predictions of isotope-enabled MAIDENiso forest growth model I Hermoso de Mendoza, E Boucher, F Gennaretti, A Lavergne, ... Geoscientific Model Development Discussions 2021, 1-35		2021
Regionwide temporal gradients of carbon allocation allow for shoot growth and latewood formation in boreal black spruce V Buttò, S Khare, G Drolet, JD Sylvain, F Gennaretti, A Deslauriers, ... Global Ecology and Biogeography 30 (8), 1657-1670		2021
The influence of decision-making in tree ring-based climate reconstructions U Büntgen, K Allen, KJ Anchukaitis, D Arseneault, É Boucher, A Bräuning, ... Nature communications 12 (1), 3411		2021
Role of mixed-species stands in attenuating the vulnerability of boreal forests to climate change and insect epidemics RD Chavardès, F Gennaretti, P Grondin, X Cavard, H Morin, Y Bergeron Frontiers in plant science 12, 658880		2021
Prominent role of volcanism in Common Era climate variability and human history U Büntgen, D Arseneault, É Boucher, OV Churakova, F Gennaretti, ... Dendrochronologia 64, 125757		2020
Application and evaluation of the dendroclimatic process-based model MAIDEN during the last century in Canada and Europe J Rezsöhazy, H Goosse, J Guiot, F Gennaretti, E Boucher, F André, ... Climate of the Past 16 (3), 1043-1059		2020
MAIDENiso: a mechanistic approach to the reconstruction of past climate from tree chronologies E Boucher, I Hermoso de Mendoza, F Gennaretti EGU General Assembly Conference Abstracts, 20535		2020
Mining ecophysiological responses of European beech ecosystems to drought F Gennaretti, J Ogée, J Sainte-Marie, M Cuntz Agricultural and Forest Meteorology 280 (15 January 2020), 107780		2020

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Autres publications

Chapitres de livre

1.           Smartforests Canada: A Network of Monitoring Plots for Forest Management Under Environmental Change (2022). Pappas C.; Bélanger N.; Bergeron Y.; Blarquez O.; Chen H.Y.H.; Comeau PG.; De Grandpré L.; Delagrange S.; DesRochers A.; Diochon A.; D’Orangeville L.; Drapeau P.; Duchesne L.; Filotas E.; Gennaretti F.; Houle D.; Lafleur B.; Langor DW.; Lebel Desrosiers S.; Lorenzetti F.; Man R.; Messier C.; Montoro Girona M.; Nock C.; Thomas BR.; Work T.; Kneeshaw D. Climate-Smart Forestry in Mountain Regions. Springer. pp 521–543.

 

Numéros spéciaux de journaux depuis janvier 2022

 

1.           Fabio Gennaretti, Marco Carrer, Ignacio García-González, Sergio Rossi, and Georg von Arx "Quantitative wood anatomy to explore tree responses to global change" in "Frontiers in Plant Science" (2022; 13 articles). https://doi.org/10.3389/fpls.2022.998895
 

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