Campus de Rimouski
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Les populations d’espèces nordiques qui se retrouvent à la marge sud de leur aire de répartition sont souvent isolées et dans des conditions non-idéales, étant à la limite de leur enveloppe climatique. Ces éléments font en sorte que ces peuplements peuvent être enclins à développer des adaptations à leur environnement, qui pourraient être nécessaire pour éviter l’extirpation. Le pin gris, Pinus banksiana, est l’espèce boréale transcontinentale la mieux adaptée au feu. Cette espèce est sérotineuse : elle garde ses cônes fermés afin d’avoir une banque de graine dans sa canopée, qui est libérée seulement lorsque les conditions sont idéales pour la germination. Pour le pin gris, les conditions sont idéales après un feu. À la marge sud de son aire de répartition, des peuplements persistent malgré un régime de feu faible. Cette persistance pourrait être expliquée par une adaptation locale, visible par la réduction du sérotinisme à l’intérieur de ces peuplements.
L'hypothèse de travail est qu’un degré de sérotinisme réduit à la marge sud du pin gris reflète une adaptation permettant le maintien des populations malgré une faible activité de feu à la limite de l’enveloppe climatique de l’espèce. Dans un premier temps, le projet vise (1) à comparer le degré de sérotinisme des populations marginales avec des populations au centre de l’air de répartition du pin gris. Nous abordons ensuite (2) les divers facteurs physiologiques et environnementaux susceptibles d’influencer l’ouverture des cônes en absence de feu. Le dernier objectif de l’étude vise (3) à déterminer si la variabilité écophysiologique (sérotinisme, valeur adaptative des semences) affecte la structure et la trajectoire démographique des peuplements (déclin vs maintien) à la marge sud de sa répartition.
Un total de 28 peuplements de pin gris sont étudiés entre 47.35° N et 50.65° N (19 sites marginaux et 9 sites au centre de l’air de répartition). La majorité des peuplements marginaux (16 sur 19) sont sur un substrat rocheux appartenant principalement à la formation de Kamouraska, où les conditions xériques limitent la croissance des arbres, qui forment donc un couvert végétal ouvert. La végétation y est dominée par le pin gris, accompagné par l’épinette noire (Picea mariana), le sapin baumier (Abies balsamea), le bouleau blanc (Betula papyrifera) et le thuya occidental (Thuja occidentalis). Les trois autres peuplements marginaux sont des forêts fermées en bas de versant sur sols à drainage mésique. En milieu boréal, les peuplements se trouvent principalement sur des sols sableux mésiques et sont souvent associés à l’épinette noire.
Le sérotinisme de chaque peuplement a été estimé en classant 100 individus choisis aléatoirement selon leur pourcentage de cônes fermés. À chaque site, 10 individus ont été sélectionnés aléatoirement afin de déterminer leur âge, hauteur, diamètre à hauteur de poitrine (DHP), pourcentage de cônes ouverts et le type de sol sur lequel ils se trouvent. Pour chacun des 10 arbres, trois branches portant des cônes fermés ont été récoltées à différentes hauteurs. Finalement, une placette de 500 m2 a été établie sur chaque site. Les DHP de tous les arbres de plus de 2 cm de diamètre présents à l’intérieur de la placette ont été répertoriés par espèce et les plantules de moins de 2 cm de diamètre ont été dénombrées. Sur chaque branche échantillonnée, l’âge des cônes sera déterminé par dendrochronologie. La température d’ouverture de ces cônes sera évaluée à l’étuve. Suivant l’ouverture de toutes les écailles, l’ensemble des graines de chaque cône sera récupéré et les graines pleines seront soumises à un test de germination.
En absence prolongée de feu, une remobilisation des ressources vers les cônes plus jeunes pourrait entraîner l’ouverture des cônes plus âgés, libérant ainsi des graines moins viables (sénescence des cônes). On s’attend alors à ce que les cônes plus âgés soient moins sérotineux et que leur capacité de germination soit réduite par rapport aux cônes plus jeunes. Dans les peuplements sur substrat rocheux, l’accumulation de chaleur près du sol pourrait déclencher l’ouverture des cônes en absence de feu (radiation de surface). On s’attend alors à ce que les cônes non-sérotineux soient plus fréquents sur les branches basses avec un sérotinisme plus élevé vers le haut des arbres. Enfin, si l’ouverture des cônes reflète effectivement une adaptation au régime de feu, on s’attend à observer des peuplements stables, à structure inéquienne, incluant des jeunes arbres en régénération.