rôles et fonctions de la forêt - Association forestière du sud du Québec

Guide de référence 3
Les forêts à travers le monde sont vastes, variées et elles ont des dynamiques assez diverses. Malgré
leurs différences, les rôles et fonctions principales des forêts sont sensiblement les mêmes :
régularisation du climat, purication de l’atmosphère, milieu de vie pour la ore et la faune, etc.
Alors, pour bien apprécier la diversité des forêts, nous étudierons d’abord leurs points communs,
les formes et fonctions des arbres, la photosynthèse et les cycles biogéochimiques. Ensuite, nous
aborderons les différents écosystèmes forestiers du Québec, leurs régimes de perturbations, leurs
effets sur notre environnement et les menaces auxquelles ils font face. Enn, une clé d’identication
des arbres du Québec permettra de bien distinguer les principales espèces d’arbres que contiennent
nos forêts.
1.1 L’arbre, ses parties, sa croissance et sa reproduction
Les parties de l’arbre sont généralement bien connues. De haut en
bas, on distingue les feuilles (ou les aiguilles), les fleurs, les fruits (ou
les cônes), les branches, le tronc et les racines. Chacune des parties
de l’arbre tient un rôle unique et vital. Les feuilles et les aiguilles
sont responsables de la photosynthèse, de la respiration et de
l’évapotranspiration. Les fleurs sont essentielles à la reproduction
sexuée des arbres. Une fleur, si elle est pollinisée, se transforme en
un fruit. Ce fruit contient les semences qui, une fois au sol, peuvent
germer pour donner naissance à un nouvel arbre. Le tronc et les
branches d’un arbre sont le support physique de l’arbre. Ils assurent
le transport de l’eau et des minéraux, et ce, des racines vers les
feuilles par un système de vaisseaux appelé xylème. Ils assurent
également le transport des sucres produits dans les feuilles vers
les racines par un système de vaisseaux appelé phloème. Enfin, les
racines ancrent l’arbre au sol, absorbent de l’eau et des minéraux,
et emmagasinent des réserves de sucre.
Sous le climat nord-américain, les arbres décidus croissent prin-
cipalement au printemps et au début de l’été, puis la croissance
ralentit dans la deuxième partie de la saison. Au mois d’aout,
l’arbre emmagasine des réserves de nourriture dans ses racines,
c’est l’aoutement. Ensuite, l’arbre entre en dormance pour l’hiver
et se ravive au printemps à l’aide de ses réserves énergétiques. Il
utilise ces dernières pour produire ses premières feuilles, qui par la
suite, fourniront les sucres nécessaires à la formation de nouvelles
feuilles. Chez les conifères, les aiguilles (ou les écailles) ne tombent
CHAPITRE 1
RÔLES ET FONCTIONS
DE LA FORÊT
pas toutes de l’arbre à l’automne (feuillage dit sempervirent) ce
qui leur permet de faire de la photosynthèse sur une plus longue
période. Toutefois, les conifères perdent chaque année les aiguilles
les plus âgées, de sorte que les aiguilles sont entièrement renouve-
lées après quelques années. Dans les forêts du sud du Québec, on
retrouve une exception, le mélèze laricin; soit un arbre à aiguilles
qui perd toutes ces aiguilles en hiver (feuilles dites caduques).
Chaque saison, le tronc et les branches d’un arbre croissent en
diamètre. Cette croissance se fait sous l’écorce du tronc et des
branches, dans une couche de cellules appelée cambium. La
croissance en hauteur se fait à partir du bourgeon à l’extrémité
de chaque branche et de la cime où se trouve une collection de
cellules non différenciées.
Schéma 1.1 : Coupe d’une partie d’un tronc d’arbre âgé d’environ
60 ans.
écorce
10 ans
25 ans
cambium
50 ans

La forêt, son importance et ses usages4
La reproduction
Le mode de reproduction principal des arbres se fait par voie sexuée.
Les fleurs fécondées par l’intermédiaire des agents de pollinisation
(insectes, oiseaux, mammifères, vent, pluie...) vont produire des
graines qui seront dispersées. La germination des semences varie
selon les espèces quoique toute semence ait besoin d’humidité
et de chaleur pour germer. Certaines semences peuvent germer
immédiatement après leur libération alors que d’autres ont besoin
d’un temps de repos au sol, dans la litière, en surface ou dans
des conditions humides et fraiches avant de germer. Certaines
semences ont même besoin de geler avant de germer; le gel
fragilise l’enveloppe de la graine et permet à la plantule de sortir.
Saviez-vous que...
Les plus vieux arbres connus sont les pins de Bristlecone (
Pinus longaeva ). On retrouve de
très vieux spécimens dans le parc de Yellowstone en Californie. L’espérance de vie des pins
de Bristlecone est de 5 500 ans. Le plus vieux spécimen encore vivant, en Californie, est âgé
d’environ 4 700 ans! Les arbres les plus
volumineux du monde sont les séquoias
géants (
Sequoiadendron gigantea ),
qu’on retrouve entre autres dans le parc
national de Yosemite aux États-Unis. Le
plus gros observé mesure 83 m de haut,
30 m de circonférence et sa masse est
estimée à 1 400 tonnes. Les records de
hauteur sont détenus par des séquoias
à feuilles d’if (
Sequoia sempervirens )
poussant en Californie; l’individu le plus
haut mesure 115,55 mètres!
Les arbres peuvent aussi se reproduire par voie asexuée, soit
la multiplication végétative, qui est la production d’un nouvel
individu à partir de tissus autres que les tissus reproducteurs. Ce
mode de reproduction produit une nouvelle plante génétiquement
identique à la plante mère, c’est-à-dire un clone. Parmi les modes
de multiplication végétative, on observe les rejets de souche (chez
l’érable rouge par exemple), les drageons racinaires, les boutures
naturelles et les marcottes (chez l’épinette noire par exemple).
Le drageonnement, soit de nouveaux individus qui croissent à
partir des racines d’une plante mère, est fréquent chez certains
arbres du Québec comme le peuplier faux-tremble. Ce mode de
reproduction a pour avantage de faciliter l’implantation du nou-
vel arbre, car ce dernier se nourrit par l’intermédiaire de la plante
mère. Néanmoins, ce mode présente divers inconvénients comme
une limite de dispersion importante et un manque de diversité
génétique. Une grande diversité génétique dans la population
permet en général à un groupe d’individus d’être plus résistant
aux perturbations de l’environnement. En effet, plus il y a d’indi-
vidus différents, plus il y aura de chance qu’un de ces individus
survive à une perturbation donnée et assure la survie de l’espèce.
Source : FARRAR, J.L. 1996. Les arbres du Canada , Saint-Laurent : Fides,
502p.
Références utiles : BOTANIQUE.ORG. botanique.org
BROSSE, J. 2001. Le Larousse des arbres et arbustes , Paris : Larousse, 576p.
ROLLIN, P. 1966. La physiologie de la germination , Paris : Centre de
documentation universitaire, 64p.
FILM : AV56.
Photographie 1.1 : Les anneaux de croissance d’un arbre. On voit
bien sur cette photographie les saisons de croissance de l’arbre.
Les lignes plus foncées (cellules plus petites et plus denses) corres-
pondent aux périodes de croissance plus lente; soit à la fin de l’été.
Alors que les zones pâles des anneaux de croissance représentent
les périodes de croissance rapide, soit au début de l’été. Les cellules
sont alors plus grosses.
Petwoe
Photographie 1.2 : Séquoia géant
Mike Murphy
Photographie 1.3 : Pins de Bristlecone
J. Brew

Guide de référence 5
Derrière l’apparente immobilité de la forêt se cache une foule de processus dynamiques.
Ces processus s’opèrent en même temps et sont tous reliés les uns aux autres. Parmi
ces processus vitaux, il y a les cycles de l’eau, du carbone, de l’oxygène, des nutri-
ments et de l’énergie. Les végétaux, qui forment la partie la plus évidente d’une forêt,
sont d’une extrême importance puisqu’ils fournissent directement ou indirectement
l’énergie nécessaire à presque tous les organismes vivants. Les végétaux produisent
eux-mêmes, à partir d’éléments chimiques de base, les sucres dont ils ont besoin
pour vivre et se reproduire; ils sont autotrophes. La photosynthèse est le procédé au
cours duquel les plantes utilisent l’énergie solaire pour associer le dioxyde de carbone
de l’air à l’eau du sol pour en faire un sucre simple. Les produits finis de la photo-
synthèse sont des sucres, de l’oxygène et de l’eau. La photosynthèse est influencée
par la température, la disponibilité en eau et en minéraux du sol, la concentration
de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, l’intensité lumineuse, la concentration de
poussières dans l’air et la surface foliaire (le ratio surface/volume des feuilles) exposée
à la lumière. Puisqu’elle nécessite la lumière du soleil, la photosynthèse n’a lieu que
Équation de la photosynthèse 6 CO2 + 12 H2O + lumière ð C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Équation de la respiration C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O ð 6 CO2 + 12 H2O + énergie
L’e a u
Schéma 1.2 : La photosynthèse et la respiration.
Service canadien des forêts
Photosynthèse
(jour)
Respiration
(jour et nuit)
L’eau est indispensable au maintien de la forêt. Les végé-
taux ont besoin d’un apport en eau pour remplir leurs
fonctions vitales, telles que la photosynthèse. De plus, les
minéraux ne peuvent être absorbés que s’ils sont dissouts
dans l’eau. Enfin, sans eau, les semences ne peuvent pas
germer.
L’eau voyage dans divers environnements sur la planète.
L’eau des océans s’évapore, se condense en nuages et
tombe sous forme de pluie dans les océans, sur la terre
ferme ou à la surface des plans d’eau. L’eau évaporée
qui ne retourne pas immédiatement dans les océans sous
forme de pluie y retourne en définitive, peu importe le
trajet suivi. L’eau peut s’écouler à la surface ou s’infiltrer
jusqu’à la nappe phréatique. Elle peut aussi être inter-
ceptée et absorbée par la végétation, puis retournée à
l’atmosphère par évapotranspiration. En fait, les arbres
absorbent des quantités d’eau considérables, bien
supérieures à leur besoin. L’eau excédentaire sert, en
outre, à compenser l’eau perdue par la transpiration des feuilles lors de l’ouverture des stomates. Pour absorber le CO2 nécessaire à la
photosynthèse, les feuilles ouvrent de petits trous, les stomates. C’est par ces ouvertures que les végétaux perdent une partie de leur eau.
Par exemple, un arbre peut transpirer jusqu’à 200 litres d’eau par jour. Par ce processus, les forêts influencent le climat notamment en
contribuant à augmenter le taux d’humidité de l’atmosphère.
Schéma 1.3 : Le cycle naturel de l’eau.
VillaMaria
1.2 La photosynthèse et les cycles biogéochimiques
le jour. Les sucres créés seront utilisés au cours
du processus de la respiration pour produire
de l’énergie. Pour ce faire, de l’oxygène atmos-
phérique et de l’eau seront utilisés. À la fin,
du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau
seront relâchés dans l’air.

La forêt, son importance et ses usages6
Saviez-vous que...
Les écosystèmes forestiers renferment une grande quan-
tité de carbone? Les forêts contiennent à elles seules
80 % du carbone de la végétation terrestre. Dans une
forêt, la végétation absorbe du carbone de l’atmosphère
et l’accumule dans ses tissus tandis que la décomposition
libère du carbone. On estime que 1 m3 de bois emma-
gasine environ 1 tonne de CO2. Une forêt en équilibre
maintient de grandes quantités de carbone dans sa
biomasse aérienne et souterraine, et dans les sols.
Schéma 1.4 : Le cycle biologique du carbone.
Ressources naturelles Canada
Le carbone
Le carbone est aussi un élément vital pour les organismes vivants
puisqu’il est l’élément de base des protéines, des glucides et des
lipides. Bref, toutes les formes d’énergie dont les animaux ont besoin
sont faites en grande partie de carbone. Les végétaux utilisent le
dioxyde de carbone de l’atmosphère et le transforment en glucides
par la photosynthèse. Les hétérotrophes consomment les végétaux,
dont les tissus sont remplis de glucides, et utilisent ces glucides pour
soutenir leurs fonctions vitales. La respiration des animaux et des
végétaux retourne une partie du carbone à l’atmosphère, alors que le
carbone accumulé dans les tissus sera libéré par l’action des décom-
poseurs. Fait intéressant, les décomposeurs consomment la majorité
de la matière végétale alors que les herbivores n’en consomment que
1 à 3 %. Par leurs actions, les décomposeurs rendent la matière végé-
tale disponible, sous forme de nutriments, pour les autres végétaux.
La forêt est souvent qualifiée de « puits de carbone », car elle fixe
du carbone par la photosynthèse, mais la quantité de carbone capté
par la végétation varie selon les zones biogéographiques, les stades
de croissance, les tendances climatiques, les espèces végétales,
etc. Une forêt sera un véritable puits de carbone si elle fixe
plus de carbone qu’elle n’en libère par la respiration ou par
la décomposition de la matière organique. Ainsi, une forêt en
pleine croissance, qui accumule beaucoup de carbone sous
forme de bois, sera un véritable puits de carbone, et ce, même
si la quantité de carbone accumulée est encore relativement
faible. Par contre, une veille forêt dont la majorité des arbres ont
atteint leur taille maximale pourrait être une source d’émission
de carbone dans l’atmosphère. Dans ces vieilles forêts, les
arbres effectuent autant de respiration que de photosynthèse.
Les arbres ne compensent donc pas l’émission de CO2 de la
décomposition. Les vieilles forêts ont par contre accumulé une
grande quantité de carbone sous forme de tissus végétaux. Ce
carbone sera maintenu à long terme dans la forêt plutôt que de
retourner dans l’atmosphère.
Sources : SERVICE CANADIEN DES FORÊTS. scf.rncan.gc.ca
Référence utile : UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE.
www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/index.htm
Les écosystèmes forestiers québécois se divisent en cinq biomes
principaux : la forêt feuillue, la forêt mélangée, la forêt boréale, la
taïga et la toundra. La distribution de ces différents biomes au sein
du Québec est principalement conditionnée par le climat. Si nous
traversons le Québec du sud au nord, nous devrions généralement
rencontrer chacun de ces biomes dans l’ordre mentionné précé-
demment. Néanmoins, des facteurs autres que la latitude peuvent
influencer le climat et la distribution des forêts, comme l’altitude.
L’altitude provoque des changements de climat sur de très courtes
distances. C’est pourquoi il est possible d’observer sur une même
montagne tous les biomes forestiers mentionnés précédemment.
Chaque biome est associé à un ou plusieurs domaines fores-
tiers. Ces domaines sont nommés en fonction de la nature de
la végétation qui, à la fin des successions, recouvre les sites
ayant des conditions pédologiques, de drainage et d’exposition
moyennes (sites mésiques) pour la région. En Chaudière-Appa-
laches, on retrouve trois domaines forestiers, soit l’érablière à
tilleul de l’Est, l’érablière à bouleau jaune de l’Est et la sapinière
à bouleau jaune de l’Est.
La présence d’une espèce plutôt qu’une autre sur un territoire
est en grande partie due à son rendement et sa compétitivité
1.3 L’écosystème forestier

Guide de référence 7
Carte 1.1 : Les zones de végétation et les domaines bioclimatiques du Québec.
Ministère des Ressources naturelles du Québec
Zone arctique
Sous-zone du Bas-Artique
Domaine de la toundra arctique herbacée
Domaine de la toundra arctique arbustive
Zone boréale
Sous-zone de la toundra forestière
Domaine de la toundra forestière
Sous-zone de la taïga
Domaine de la pessière à lichens
Sous-zone de la forêt boréale continue
Domaine de la pessière à mousses
Domaine de la sapinière à bouleau blanc
Zone tempérée nordique
Sous-zone de la forêt mélangée
Domaine de la sapinière à bouleau jaune
Sous-zone de la forêt décidue
Domaine de l’érablière à bouleau jaune
Domaine de l’érablière à tilleul
Domaine de l’érablière à caryer cordiforme
Photographie 1.8 : La toundra est un
agencement d’arbustes bas, de grami-
nées, de carex, de mousses, de lichens
et parfois de petits arbres rabougris.
Photographie 1.7 : La forêt mélangée
contient des arbres décidus et des
conifères dont les abondances peuvent
varier, mais où aucun type ne domine
littéralement l’autre.
Ministère des Ressources naturelles du Québec
Photographie 1.4 : La forêt feuillue, dite
décidue, est une forêt dominée par les
arbres à feuilles caduques.
photo-libre.fr
Photographie 1.6 : La taïga est une forêt ouverte
dominée par l’épinette noire où le sol est recou-
vert d’un tapis de lichens.
Photographie 1.5 : La forêt boréale
est dominée par les conifères.
photo-libre.fr
Tim Fitzharris
Mélanie Bergeron