Bassin des lacs Turkey : forêts

La forêt

Le bassin des lacs Turkey est situé dans la section forestière d’Algoma de la région forestière des Grands Lacs et du Saint-Laurent. Un réseau de placettes d’échantillonnage permanentes (PEP) de 0,10 hectares réparties dans le bassin versant a été établi pour surveiller la composition et la croissance de la forêt. Cette dernière est une forêt inéquienne dominée par des érables à sucre mûrs et surannés (150 ans) poussant en mélange avec le bouleau jaune, l’ostryer de Virginie, l’érable rouge et l’épinette blanche ainsi qu’avec une proportion mineure d’autres essences (tableau 1). Le pin blanc, l’arbre-emblème de la province de l’Ontario, est présent ici et là dans le site de l’étude. Dans les milieux secs, l’érable à sucre représente 90 % de la surface terrière, les autres feuillus, 9 %, et les conifères, 1 %; tandis que dans les milieux humides, la proportion de conifères est plus élevée. La région à l’étude a été peu perturbée, mis à part les opérations forestières menées au milieu des années 1950 afin d’y récolter les bouleaux jaunes et les pins blancs aptes à être transformés en placages/billes de sciage. Les peuplements se régénèrent naturellement grâce à la dynamique des trouées et sont en équilibre en ce qui a trait à l’accumulation nette de biomasse aérienne. L’accroissement brut est élevé mais la mortalité annule les gains.

Le bois de tige constitue la majeure partie (55 %) de la phytomasse aérienne du bassin des lacs Turkey, alors que le feuillage ne représente que 2 % (tableau 2). Les différences de concentrations des éléments que présentent les composantes de l’arbre se traduisent par une contribution disproportionnée aux réservoirs des éléments en lien avec la biomasse. Par exemple, l’écorce de la tige ne constitue que 8 % de la phytomasse aérienne totale mais représente 42 % de la concentration de Ca de l’ensemble de la végétation. Le feuillage de l’érable à sucre,  malgré sa faible masse de matière sèche, a des concentrations élevées de N et de K qui représentent respectivement 16 et 13 % de celles de l’ensemble de la végétation. D’importantes quantités d’éléments nutritifs sont certes immobilisées dans la biomasse ligneuse du site, mais il est également possible de conserver des éléments nutritifs de l’étage dominant grâce à des méthodes de coupe partielle et à l’exploitation par troncs entiers. Les coupes progressives et le jardinage peuvent accroître la quantité d’éléments nutritifs conservée dans les arbres laissés sur pied après la récolte, et l’exploitation par troncs entiers peut accroître la quantité de rémanents conservée à la souche, comme les branches et le feuillage qui sont d’importants réservoirs d’éléments nutritifs.

Le sol

Dans le bassin des lacs Turkey, le sol a évolué en un till glaciaire à deux composantes constitué d’un till d’ablation loameux-limoneux pierreux qui repose sur la roche en place ou d’un till de fond sableux compacté et plus grossier. Le till de fond est environ 100 fois moins perméable que le till d’ablation. Les sols sont surtout des podzols présentant des horizons organiques bien développés (horizons LFH) et une accumulation de matière organique (10 %), de Fe et d’Al dans l’horizon B. Le pH du sol minéral est de 4,0 en surface et atteint 5,5 en profondeur. Les horizons LFH et la portion supérieure du sol minéral du site du lac Turkey ont des taux élevés de nitrification en raison de l’abondance de la riche litière d’érable à sucre. La podzolisation la plus avancée s’observe dans les milieux secs et la moins avancé, dans les dépressions locales (tableau 1). Les milieux secs ont une fréquence plus élevée d’horizons Ae, des horizons Bhf plus épais et des concentrations plus élevées de Fe et d’Al dans les horizons B. Dans les stations occupant une position topographique inférieure, des horizons Ah coexistent souvent avec des horizons B gléyifiés.

^a(Points d’échantillonnage évalués avec présence de l’horizon/total des points d’échantillonnage) X 100

^bDithionite-citrate-bicarbonate + oxalate d’ammonium + pyrophosphate de sodium

Des milieux humides boisés occupent jusqu’à 15 % de la superficie de certains sous-bassins du bassin des lacs Turkey. Les sols de ces milieux humides présentent des dépôts épais de matière humifiée et sont des réservoirs de C, N et S plus importants que les milieux secs (tableau 2). Des échantillons de sol prélevés dans des milieux secs et humides du bassin versant 50 ont été incubés en laboratoire à une température de 20 °C et dans différentes conditions d’humidité afin de déterminer leur production de N et de S (figure 1). Dans des conditions plus sèches (teneur en eau de ,25 X 33 kPa), les horizons Of des milieux humides avaient une production plus élevée de SO₄^2- et de N inorganique total que les horizons F échantillonnés dans des profils de sol provenant de milieux secs. La ré-humectation d’échantillons secs qui avaient été prélevés à une profondeur de 0-20 cm n’a eu aucun impact sur la production de SO₄^2-  dans le cas des milieux secs; en revanche, les échantillons du sol de milieux humides avaient une production semblable à celle qui s’observe dans des conditions plus sèches (,25 X 33 kPa) et au champ (capacité de rétention de 33 kPa). Lorsqu’ils ont été incubés dans des conditions de saturation en eau (2 X 33 kPa), tous les horizons des milieux humides affichaient une plus faible production de SO₄^2- et de N inorganique total. Une augmentation des conditions de sécheresse estivale causée par le réchauffement du climat pourrait avoir un effet considérable sur l’exportation de substances chimiques par les cours d’eau d’amont comptant des milieux humides boisés. Le type de lien hydrologique entre les milieux humides et le système aquatique et le moment où il se crée détermineront également si ces différences de production de S et de N terrestres auront un impact en aval.

Figure 1. Production de sulfate et d'azote inorganique par les sols des milieux secs et des milieux humides.