Dissertations / Theses on the topic 'Tourbières – Réhabilitation'

Au Canada, la mousse de tourbe est exploitée à une échelle industrielle pour la production de substrats horticoles. Suite à cette exploitation, des techniques de restauration sont appliquées pour restaurer les secteurs centraux en écosystème fonctionnel, mais sans s’attarder à l'intégration de l’écosystème restauré au paysage environnant. Cette thèse vise l’acquisition des connaissances écologiques fondamentales nécessaires à la restauration des transitions (écotones) tourbière-forêt dans les marges des tourbières ombrotrophes (bogs). Dans un premier temps, une caractérisation du gradient bog-écotone-forêt dans les bogs naturels a montré que l’écotone (aussi appelé le lagg de la tourbière) diffère des écosystèmes adjacents (bog et forêt) sur plusieurs aspects : 1) une structure de végétation différente, notamment avec un couvert plus abondant d’arbustes; 2) une concentration plus élevée en azote et phosphore dans les sols; 3) un niveau d’eau plus fluctuant que dans le bog, mais restant aussi plus élevé au cours de la saison de croissance. Dans un deuxième temps, une comparaison de l’état écologique de ces écosystèmes de référence (laggs naturels) aux secteurs en fin de production en marge des tourbières industrielles (écosystèmes à restaurer) a mis en évidence que : 1) les sols des secteurs à restaurer sont appauvris en nutriments (particulièrement en phosphore et potassium) et 2) pratiquement aucune espèce de lagg ne recolonise spontanément ces sites. En parallèle, les résultats d’une étude d’inventaire comparant l’état écologique d’un secteur afforesté (plantation de conifères de 20 ans) à l’état d’un secteur voisin non restauré suggèrent que l’afforestation améliore les conditions abiotiques (sols plus riches, microclimat plus tempéré), sans toutefois améliorer la recolonisation végétale du sous-bois. Ensuite, lors de réintroductions expérimentales, les potentiels d’établissement de mousses et d’arbustes ont été évalués en fonctions de filtres écologiques ciblés. La mousse Dicranum polysetum et le némopanthe (Ilex [Nemopanthus] mucronata) ont montré un potentiel d’établissement intéressant en conditions ombragées. Pour le némopanthe, une fertilisation initiale a significativement amélioré la croissance des semis, alors que leur établissement sur un tapis de mousses de Dicranum a plutôt amélioré leur survie par une réduction des effets du soulèvement gélival. En conclusion, la combinaison des études exploratoires et expérimentales de cette thèse a permis d’améliorer significativement nos connaissances sur les transitions tourbière-forêt en milieu naturel, mais aussi de dresser certaines lignes directrices de la stratégie à préconiser pour améliorer la gestion des marges des tourbières récoltées pour la tourbe.
In Canada, peat moss is extracted for production of horticultural substrate on an industrial scale. Several studies have contributed to develop restoration techniques for open Sphagnum-dominated habitats on the peat massif of peatlands. Beside tree plantation trials, however, peatland margins and their connectivity with surrounding landscapes has received little attention. The goal of this thesis is to acquire the ecological knowledge required to develop an ecological restoration strategy adapted to the bog - mineral land (upland) forest transition (aka the “lagg” habitat of the peatland). A first study of the bog-ecotone-forest gradient showed that the lagg is a true ecotone, with unique properties: 1) vegetation is more structured, with a dense shrubby stratum (Ilex mucronata often present); 2) nitrogen and phosphorus soil concentrations are high; 3) water table level fluctuates widely, but remains high for relatively long periods. A second study aimed at improving our knowledge of the baseline ecological conditions in cutaway peat fields located within the marginal areas of extracted peatlands. One major result is that soil nutrient concentrations in cutaway peat fields are very low: for phosphorus and potassium, approximately one order of magnitude lower when compared to natural laggs. Also, in exception to recolonization in former ditches, there is little spontaneous recolonization. In this same study, one area rehabilitated through afforestation (20-year-old coniferous plantations) was also characterized to compare its ecological status to unrestored fields: results suggest that afforestation ameliorates abiotic micro-site environmental conditions (richer soils and more temperate soil-air microclimate), but spontaneous recolonization does not occur. As reintroduction seems inevitable, two studies were conducted to improve our ecological knowledge of ecological filters in cutaway areas, and to assess the establishment potentials of some target species: one study on bryophytes, and one study on shrubs. Among the reintroduced species, two showed higher establishment potential: the bryophyte Dicranum polysetum and the shrub Ilex (Nemopanthus) mucronata. Shade significantly ameliorated the establishment potential of the reintroduced bryophytes Sphagnum and Dicranum, and of the shrub Ilex. Fertilization significantly increased Ilex seedling growth, while presence of a Dicranum carpet significantly increased seedling survival through a reduction of frost-heaving effects. In conclusion, the combination of exploratory and experimental studies allowed us to significantly improve our knowledge of bog - mineral land forest transitions, and to suggest guidelines for an ecological restoration strategy leading to a functioning lagg ecotone.

La restauration écologique des tourbières se définit comme l’ensemble des procédés permettant d’assister à la régénération d’une tourbière qui a été dégradée, endommagée ou détruite. La gamme des tourbières perturbées qui nécessitent des actions de restauration est très diversifiée. L’étude de la régénération naturelle des écosystèmes perturbés a fréquemment été utilisée pour développer des méthodes de restauration qui sont adaptées aux types spécifiques de ces écosystèmes. Une compréhension plus complète des trajectoires de régénération, des contraintes environnementales et de dispersion, ainsi que des interactions interspécifiques, est directement reliée au développement de méthodes de restauration et à l’amélioration de nos connaissances sur la réponse des espèces et des communautés à des changements environnementaux. Cette thèse étudie la régénération de la végétation, plus spécialement des bryophytes, ainsi que les facteurs influençant leur régénération dans trois cas problématiques de restauration des tourbières perturbées. Premièrement, la régénération des communautés de bryophytes a été étudiée en fonction des conditions environnementales dans 28 tourbières minérotrophes des Territoires du Nord-Ouest et de l’Alberta ayant brûlé il y a un, deux ou cinq ans. Un changement de dominance a été observé entre les bryophytes pionnières (couvert moyen passant de 16 à 11 %) et les bryophytes de succession tardive (3 à 27 %) entre la 2e et la 5e année après le feu. La répartition et l’abondance des espèces de bryophytes semblent être contrôlées par leurs différences de capacité de régénération en lien avec leur stratégie d’histoire de vie, leur niche écologique et l’effet variable de la biomasse carbonisée. L’intégration de la notion de niche écologique chez les bryophytes de succession tardive ainsi que l’utilisation des espèces ayant un fort potentiel de régénération (comme Aulacomnium palustre et Ptychostomum pseudotriquetrum) devraient être considérées lors de l’élaboration des plans de restauration des tourbières minérotrophes. Deuxièmement, la régénération des sphaignes a été étudiée dans 25 sites donneurs (tourbières ombrotrophes où la végétation de surface a été récoltée pour servir de matériel de réintroduction) sur une chronoséquence de 17 ans en fonction des conditions environnementales et des pratiques de récolte. Les sphaignes dans les sites donneurs se régénèrent en moyenne en 10 ans, quoique des différences mineures dans la composition et l’abondance des espèces ont été observées entre les sites donneurs et les tourbières naturelles. Les espèces pionnières (p. ex., Eriophorum vaginatum), compétitives (p. ex., Sphagnum rubellum) et préférentielles des microhabitats plus humides (p. ex., Chamaedaphne calyculata) étaient plus abondantes dans les sites donneurs. Les pratiques de récolte avaient l’effet le plus important sur la régénération de la végétation, suggérant qu’il est possible d’accélérer la reprise des sphaignes en adoptant des pratiques de récolte appropriées. Des pratiques responsables consistent à éviter les sites donneurs très humides et la récolte durant le milieu de l’été lorsque les mousses ont un plus faible potentiel de régénération et lorsque le risque d’enlisement de la machinerie est élevé. Troisièmement, la régénération et le développement de tapis de sphaignes ont été étudiés dans deux types de tourbières restaurées et colonisées par des plantes pionnières de type graminoïde (Cypéracées). Dans le premier cas, le Carex aquatilis dominait un fen modérément riche restauré et formait des communautés denses avec beaucoup de litière. Dans le deuxième cas, l’Eriophorum angustifolium était dominant avec un faible couvert de litière dans une tourbière à sphaignes restaurée où la densité de la plante graminoïde avait été contrôlée par coupe répétée. Il a été démontré que l’effet des plantes graminoïdes sur les tapis de sphaignes était déterminé par leur litière plutôt que par la structure de la plante elle-même. En raison de l’ombre créée par la litière compacte, la présence d’une communauté dense d’une plante graminoïde accumulant beaucoup de litière comme Carex aquatilis ne semble pas être bénéfique pour développer des tapis de sphaignes productifs. La décision de contrôler les plantes graminoïdes pour accroitre le développement des tapis de sphaignes devrait prendre en considération, bien sûr, le couvert de la plante (non requis si le couvert moyen < 30 %), mais aussi sa forme de croissance (moins essentiel lorsque la plante pousse en tige unique), de même que ses potentiels d’accumulation de litière et d’envahissement (p. ex., Phragmites australis, Scirpus cyperinus). En somme, en plus de répondre spécifiquement à trois cas problématiques de restauration de tourbières perturbées, cette thèse fournit une compréhension améliorée des processus de régénération naturelle des écosystèmes de tourbières et des facteurs qui les influencent. Les résultats ont un lien direct avec le développement d’outils pour la restauration et avec l’approfondissement de nos connaissances sur les réponses des organismes et des communautés végétales aux changements de l’environnement.
The ecological restoration of peatland is defined as all the processes permitting the regeneration of a peatland that has been degraded, damaged or destroyed. The landscape settings and types of peatlands that require restoration actions is very diverse. The study of natural regeneration of disturbed ecosystems has frequently been used to develop restoration methods that are adapted to specific types of ecosystems. A comprehensive assessment of regeneration trajectories and the environmental and dispersal constraints, as well as the interspecific interactions is directly related to the development of restoration methods and the improvement of our knowledge on the response of species and communities to environmental changes. This thesis studies the regeneration of vegetation, especially of bryophytes, and the factors influencing their regeneration in three problematic cases of restoring disturbed peatland. Firstly, the regeneration of bryophyte communities was studied against a range of environmental conditions in 28 minerotrophic peatlands in the Northwest Territories and Alberta that had burned one, two or five years ago. A shift of dominance between pioneer (mean cover from 16 to 11 %) and late successional bryophytes (from 3 to 27 %) was observed between the second and fifth year after the fire. Bryophyte distribution and abundance were controlled by the species difference in terms of regeneration capacity related to their life history strategy, habitat niche, and the variable effect of the burned biomass. The integration of the ecological niche concept for late successional bryophytes and the use of species with a high potential of regeneration (such as Aulacomnium palustre and Ptychostomum pseudotriquetrum) should be considered during the elaboration of restoration plans of minerotrophic peatlands. Secondly, the regeneration of Sphagnum mosses was studied in 25 donor sites (peatlands where surface vegetation was harvested to supply reintroduction material) on a chronosequence of 17 years according to environmental conditions and harvesting practices. It takes on average 10 years for Sphagnum mosses in donor sites to recover, though minor differences in the species composition and abundance was observed between donor sites and natural peatlands. Pioneer species (e.g., Eriophorum vaginatum), competitive species (e.g., Sphagnum rubellum) and preferential species of wet microhabitats (e.g., Chamaedaphne calyculata) were more abundant in donor sites. Harvesting practices had the greatest effect on the regeneration of donor sites, suggesting that it is possible to speed up Sphagnum regeneration by choosing appropriate management practices. Best practices would be avoiding very wet donor sites and harvesting in the midsummer should be avoided when mosses are at their lowest regeneration potential and when the risk of machinery sinking is high. Thirdly, the regeneration and development of the Sphagnum carpets were studied in two experiments conducted in two types of restored peatlands colonized by pioneer graminoid plants (Cyperaceae). In the first experiment, Carex aquatilis dominated a moderately rich restored fen and formed dense communities with a lot of litter. In the second experiment, Eriophorum angustifolium was dominant with a low cover of litter in a restored cutover Sphagnum-dominated bog where the graminoid plant cover was controlled by repeated mowing. It was demonstrated that the effect of graminoid plants on the Sphagnum carpet was determined by the litter rather than by the structure of the plant itself. Because of the shade created by the dense litter, the presence of a community of a graminoid plant that accumulates a lot of litter such as Carex aquatilis is not beneficial for the formation of productive Sphagnum carpets. The decision to control graminoid plants to enhance the growth of Sphagnum carpets should consider the cover of the plant (not necessary when mean cover < 30 %), but also its life form (less necessary when the plant grows in unique stem), its litter accumulation and potential for invasion (e.g. Phragmatis australis, Scirpus cyperinus). In conclusion, this thesis, in addition to specifically address these three problematic cases, provides a more comprehensive assessment of the processes of natural regeneration of peatland ecosystems and of driving factors. The results have a direct link with the development of tools for the restoration of peatlands and with a deeper understanding of the responses of plants and communities to environmental changes.

Les bogs côtiers peuvent être envahis par l’eau de mer. Ils demeurent ensuite sans couvert végétal en raison des conditions salines et acides, de haute nappe phréatique et de faible disponibilité des nutriments. On veut accélérer la colonisation végétale de ces bogs en utilisant des plantes de marais salés et des amendements. Une expérience terrain testait si la roche phosphatée et la chaux dolomitique pouvaient améliorer la croissance de: (1) transplants de Carex paleacea et (2) Spartina pectinata, (3) transferts de diaspores récoltées en juillet et (4) août et (5) un témoin. Une expérience en serre testait les doses de chaux nécessaires pour C. paleacea et S. pectinata. La roche phosphatée a amélioré la croissance de tous les matériaux végétaux puisque le P est rare dans les bogs. La transplantation de C. paleacea a entraîné les couverts végétaux et les biomasses aériennes les plus élevés et le transfert de diaspores a entraîné une diversité d’espèces supérieure. La chaux n’a pas amélioré la croissance de la végétation. On recommande l’application de roche phosphatée, la transplantation de C. paleacea et le transfert de diaspores de marais salés.
Coastal cutover bogs are prone to sea water contamination. It keeps them unvegetated because of salinity, acidity, high water table level and low nutrients availability. We want to encourage plant colonization of those bogs using salt marsh vegetation and amendments. A field experiment aimed to examine whether rock phosphate (P2O5) and dolomitic lime (CaO.MgO) improve growth of (1) Carex paleacea, (2) Spartina pectinata transplants, (3) salt marsh diaspores transfer of different maturity - July, (4) August and (5) a bare peat control. A greenhouse experiment tested the lime dose needed by C. paleacea and S. pectinata. Results showed that P improved growth of all plant treatments because of P deficiency in bogs, while C. paleacea resulted in greater vegetation cover and aerial biomass, and diaspores transfer in higher diversity. Lime failed to improve vegetation growth. Rehabilitation should be done using P, salt marsh diaspores transfer and C. paleacea transplantation.

Lors de la mise en place d’un projet de restauration, il est impératif de définir un écosystème de référence qui aidera à orienter les actions à poser. La restauration écologique des tourbières minérotrophes (fens) en est à ses débuts au Canada. À court terme, le but est d’introduire des communautés végétales qui ont le potentiel d’accélérer le retour de l’accumulation de la tourbe. Or, les connaissances actuelles des communautés végétales et des processus écosystémiques propres aux fens sont limitées. Cette recherche doctorale a pour objectif de définir un écosystème de référence pour des fens modérément riches à riches du sud-est du Canada et de cibler des communautés végétales préférentielles à l’atteinte des buts de restauration écologique des tourbières. Afin de consolider l’écosystème de référence, trois sources d’informations (temporelle, spatiale et empirique) ont été utilisées. L’analyse paléoécologique nous informe sur la dynamique de développement hydroséral, somme toute stable, d’un écosystème tourbeux sur une période de 8000 ans. Le comblement d’un plan d’eau est à l’origine de la tourbière où se sont succédées des communautés végétales de grandes cypéracées, puis des communautés dominées par les mousses brunes et les cypéracées basses. Les processus autogènes semblent avoir été prédominants dans l’évolution de la tourbière telle qu’elle est aujourd’hui. La caractérisation de treize fens naturels a résulté à l’identification de deux communautés végétales. La première est une communauté de grandes-cypéracées (magnocariçaie) associée à une production de biomasse et à un niveau d’eau élevés. La seconde est une communauté plus diversifiée de Sphagnum(warnstorfii)-Thuja. À l’exception du S. warnstorfii, cette communauté se compose davantage d’espèces généralistes des tourbières boréales qui croissent dans des habitats plus secs ou ombragés tels que les buttes ou les sous-bois. L’étude met aussi en lumière l’importance du Thuja occidentalis dans les fens régionaux. Sa présence, en densité modérée, devrait être favorisée à long terme. Trois fens naturelles ont été sélectionnées pour une étude approfondie des caractéristiques fonctionnelles de production primaire nette (PPN) et de taux de décomposition. La moyenne de PPN incluant toutes les strates de végétation est de 450 g m⁻² an⁻¹. Cette étude confirme l’importance des estimations de PPN du compartiment souterrain (45% de la biomasse totale), des bryophytes (21%) et des arbres (16%). Le S. warsntorfii est la mousse la plus productive (140 g m⁻² an⁻¹) et celle qui se décompose le plus lentement (valeur annuelle de décomposition exponentielle k de 0,07). La présence du S. warnstorfii contribue à l’augmentation du potentiel d’accumulation de tourbe. Les communautés du biotope des buttes ont également un meilleur potentiel d’accumulation de tourbe que celles des platières. Finalement, dans la partie expérimentale de la thèse, il a été conclu qu’il n’est pas nécessaire d’augmenter la diversité spécifique et structurelle pour accroître les chances de retour de l’accumulation de tourbe. La performance des variables mesurées est plutôt dépendante de l’identité des espèces composant les assemblages. La présence du Myrica gale, du Carex aquatilis ou du S. warnstorfii dans une communauté augmente significativement la production de biomasse sur le terrain. La présence d’une bryophyte augmente le recrutement de nouvelles espèces tandis que le M. gale ou le C. aquatilis le diminue. La complémentarité entre les espèces a été l’effet dominant sur la production de biomasse dans l’expérience terrain, tandis que l’effet de sélection a été observé en serre. On conclut qu’il existe des relations synergiques dans la décomposition de plusieurs litières mises en association. Une production de biomasse plus élevée devra ainsi être ciblée si le taux global de décomposition est prévu d’augmenter. Suite à la synthèse de ces trois chapitres, il est recommandé d’inclure des bryophytes dans les communautés à restaurer, en particulier le S. warnstorfii afin d’accélérer le retour des fonctions dans les tourbières restaurées et le recrutement de nouvelles espèces. Une communauté de grandes cypéracées est considérée lorsque l’introduction de bryophytes est hasardeuse.
When setting up a restoration project, it is imperative to define a reference ecosystem. This will determine the actions to be taken. In Canada, the ecological restoration of the minerotrophics peatlands (fens) is at its infancy stage. In the short term, the restoration goal is to introduce plant communities that have the potential to accelerate the return of peat accumulation. However, current knowledge of plant communities and ecosystem processes specific to fen are limited. The aim of this doctoral research is to define a reference ecosystem for moderately rich to rich fens in southeastern Canada and to target preferential plant communities to achieve the ecological restoration goals of peatlands. In order to consolidate the reference ecosystem, three sources of information were used: temporal, spatial, and empirical. Paleoecological analysis shows us the dynamics of the hydroseral development, notably how stable plant communities has been over a period of 8000 years. Terrestrialization was at the origin of the peatland development. Not long after body of water filled, tall cyperaceae community were followed by communities dominated by the brown mosses and the small cyperaceae. Autogenous processes seem to have been predominant in the evolution of the peatland. The characterization of thirteen natural fens has resulted in the grouping of two plant communities. The first is a tall cyperaceae (magnocaricion) community associated with high biomass production and high water level, the second is a more diverse community of Sphagnum (warnstorfii)–Thuja. With the exception of S. warnstorfii, this community is composed primarily of generalist species of boreal peatlands that grow in drier or shaded habitats, such as underwood or hummocks. The study also highlights the importance of Thuja occidentalis in regional fens. Over time and in moderate density, its presence should be promoted. Three natural fens were selected for an in-depth study of the functional characteristics of net primary production (NPP) and decomposition rates. The average production, including all vegetation layers, is 450 g m⁻² yr⁻¹. This study confirms the importance of the NPP estimations with regard to belowground (representing 45% of total biomass), bryophytes (21%) and trees (16%), among others. S. warsntorfii is the most productive bryophyte (140 g m⁻² yr⁻¹) and decomposes the slowest (annual exponential decomposition value k of 0.07). The presence of S. warnstorfii contributes to the increased potential for peat accumulation. The communities of the hummock biotope also have a better peat accumulation potential than those of lawns. Finally, in the experimental part of the thesis, it was concluded that there is no need to increase specific or structural diversity to increase the chances of return of peat accumulation. The performance of the measured variables is rather dependent on the identity of the species composing the assemblages. In the field, the presence of Myrica gale, Carex aquatilis or Sphagnum warnstorfii, individually or in combination, increases biomass production. The combination of these three species leads to transgressive overyielding for the production of aerial biomass. The presence of a bryophyte increases the recruitment of new species while M. gale or C. aquatilis will decrease it. The complementarity between species was the dominant effect on biomass production in the field experiment, while the selection effect was observed in greenhouses. Moreover, we concluded that there are synergistic relationships in the decomposition of litters when grouped. Higher biomass production should therefore be targeted if the overall rate of decomposition is predicted to increase. Following the synthesis of the three chapters, it is recommended to include bryophytes in the communities to be restored, in particular S. warnstorfii, in order to accelerate the return of functions in the restored peatlands, and the recruitment and establishment of new species. A community of tall cyperaceae could be considered when the introduction of bryophytes is hazardous and where water levels are forecasted to be high. In short, the preferential plant communities targeted in the reference will accelerate the return of the peat accumulation function and the revival of plant diversity.

La plantation d’arbres ou d’arbustes fruitiers figure parmi les options de réaménagement complémentaires à la restauration des tourbières résiduelles. Aucune étude n’avait toutefois été effectuée concernant le potentiel de telles plantations dans l’est du Canada. Le présent projet avait pour principal objectif de dresser un portrait des plantations existantes en tourbières résiduelles canadiennes, afin de connaître le potentiel de différentes essences forestières et d’une espèce d’arbuste fruitier (l’Aronia noir) à croître sur substrat tourbeux. Les essences forestières montrant de bonnes croissances sont l’Épinette noire et le Mélèze laricin. L’Érable rouge, le Pin gris, le Pin sylvestre et l’Aronia noir ont présenté certaines difficultés d’implantation ou de croissance, mais demeurent potentiellement intéressants. Les plantations de Peupliers hybrides sur tourbière résiduelle se sont avérées un échec. Une régie de la fertilisation comportant de faibles doses d’azote, de phosphore et de potassium est un atout pour des plantations forestières ou fruitières de ce type. Le présent projet a donc permis de mettre en évidence le réel potentiel d’établissement de certaines espèces forestières et fruitières en tourbières résiduelles dans l’Est du Canada.

Maintenant que les méthodes optimales permettant la restauration des tourbières post-extraction du Québec sont connues et appliquées, il devient pertinent de s’intéresser aux écotones artificiels laissés en périphérie des sites restaurés. Ce projet visait à caractériser les écarts entre les gradients écohydrologiques d’écotones artificiels périphériques aux tourbières post-extraction et ceux d’écotones de référence dans des tourbières non perturbées et à tester des aménagements visant à amenuiser ces écarts. Des relevés hydrologiques, topographiques et de végétation effectués le long de transects traversant ces écotones ont été réalisés dans un fen et deux bogs post-extraction (Québec et Alberta). Nos résultats démontrent qu’une montée allant jusqu’à 119 cm dans le premier mètre et qu’une nappe phréatique profonde (jusqu’à -65 cm) dans les quatre premiers mètres bordant le canal sont présentes. Une strate arborescente dense (24 000 tiges/ha comparé à un maximum de 2 000 tiges/ha dans les écotones de référence) et une faible présence de mousses ont aussi été notées dans les premiers mètres en bordure de la lisière d’extraction. Ainsi, les perturbations éco-hydrologiques causées par l’extraction de la tourbe sur la tourbière adjacente sont importantes à 1 m du canal, toujours présentes à 8 m et nulles à 25 m. Des travaux d’aménagement ont été testés dans des écotones artificiels afin de réduire leurs écarts éco-hydrologiques avec les gradients des écotones de référence. Le canal de drainage périphérique a été complètement remblayé, la pente du sol aplanie et la végétation arborescente éliminée dans les premiers mètres adjacents à la tourbière post-extraction. Ces aménagements ont mené à une remontée de la nappe phréatique grâce à la diminution des écarts éco-hydrologiques entre les écotones artificiels en périphérie des tourbières post-extraction et les écotones de référence. Ces résultats permettent de suggérer l’intégration de ces étapes dans la restauration des tourbières postextraction.
Now that optimal restoration methods of cutover peatlands are known and applied, it becomes relevant to study the sharp ecotones left at the edge of these sites. This project aimed to characterize the eco-hydrological gradients of these artificial ecotones and to test restoration actions to reduce the eco-hydrological differences between these and reference ecotones. The topography, the hydrology and the vegetation have been characterized along transects extending into these ecotones in one cutover fen and two cutover bogs (Quebec and Alberta). Our results show sharp changes in the elevation of the soil surface and groundwater table, with height differences in soil surface up to 119 cm in the first meter next to the ditch and goundwater table as deep as 65 cm below the surface in the first four meters near the ditch. Tree density up to 24 000 stems/ha compared to a maximum of 2 000 stems/ha in the reference ecotones has been found along the edge in the first meters next to the ditch resulting in mosses coverage much lower than in reference ecotones. Thus, the impacts of horticultural peat extraction activities are important at one meter next to the contour ditch into the adjacent peatland, still present at 8 m and absent at 25 m. To reduce those eco-hydrological disturbances, restoration actions consisting in tree cutting, complete ditch filling and gradual leveling of the soil surface have been tested along the edge of the artificial ecotones. The topography and groundwater table in the managed ecotones showed more progressive gradients which suggests the return of eco-hydrological conditions that will favour a transition similar to the reference ecotones. On the basis of those results, we suggest integrating these steps to restore artificial ecotones as a regular action of restoration processes intended for post-extraction peatlands.

Tableau d'honneur de la FÉSP
Les tourbières jouent un rôle important dans le cycle du carbone à l’échelle de la planète, principalement par la captation de dioxyde de carbone (CO₂) et l’accumulation de carbone dans la tourbe et par de considérables émissions de méthane (CH₄). Les activités d’extraction de tourbe horticole causent la dégradation des tourbières qui fournissent des services écologiques, dont la régulation du climat. Une méthode de restauration significative, robuste et efficace a été développée pour les tourbières acides dominées par les sphaignes. Il arrive toutefois que les conditions physico-chimiques de la tourbe résiduelle après extraction soient caractéristiques des tourbières minérotrophes (fens). Lorsqu’appliquée dans un contexte de restauration de fens, la méthode de restauration par transfert de la strate muscinale s’est avérée peu efficace pour le retour des espèces vasculaires et muscinales typiques des fens. Dans certains contextes, la technique de remouillage sans autre action de restauration pourrait s’avérer efficace pour restaurer les fens post-extraction. Le but de cette étude est d’évaluer l’efficacité du remouillage à rétablir la végétation caractéristique des fens, ainsi que leur fonction de séquestration du carbone, et cela une et dix saisons de croissance après remouillage. Le site à l’étude se trouve dans le sud-est du Manitoba, au Canada. Les données ont été récoltées durant les étés 2016 et 2017. Le remouillage peut rapidement mener à des échanges de CO₂ typiques des tourbières naturelles. Le remouillage a résulté en des écosystèmes dominés par des espèces vasculaires typiques des milieux humides et des tourbières minérotrophes et ombrotrophes. Dix saisons de croissance après remouillage, un tapis discontinu de mousses typiques des tourbières minérotrophes s’est rétabli. Le remouillage peut être utilisé de manière efficace pour la restauration de fens après extraction. La gestion des niveaux d’eau s’avère primordiale pour favoriser une structure de végétation semblable à celle retrouvée dans les fens naturels. De trop hauts niveaux d’eau sont à éviter pour empêcher de générer de très hautes émissions de CH₄ et maximiser la fonction de séquestration du carbone. Ce mémoire se divise en trois chapitres : une introduction générale au sujet, suivie d'un corps de mémoire sous forme d'article scientifique puis d’une courte conclusion

L'extraction de la tourbe à des fins horticoles laisse parfois un écosystème résiduel avec une tourbe de type minérotrophe qui ne retrouve pas un couvert végétal représentatif d'un milieu naturel sans assistance humaine. Par contre, on peut y retrouver des couverts végétaux “spontanés” très importants. Mieux connaitre ces tourbières pourrait permettre de comprendre les facteurs favorisant le retour de la végétation après une perturbation importante. La tourbière de Moss Spur (Manitoba) fait partie de ces tourbières s'étant revégétées de façon naturelle et constitue l'objet de ce mémoire. Dix-neuf ans se sont écoulés entre la cessation des activités d'extraction et la collecte des données. Le site a été séparé en 24 secteurs, sur lesquels ont été répartis 97 quadrats de végétation et 47 puits de mesure de la nappe phréatique. En plus des données de végétation et de nappe phréatique, plusieurs variables environnementales ont été mesurées. Une analyse de groupement a été faite sur les données de végétation et des analyses multivariées ont été effectuées révélant que le pH de l'eau, l'épaisseur de tourbe résiduelle et la nappe phréatique sont les variables ayant le plus de pouvoir explicatif. Les trois groupes de quadrats inventoriés ont des assemblages végétaux bien distincts, s'apparentant à ceux qu'on trouve dans des fens modérément riches, des bogs ou des marais. Le pH de l'eau (allant de 4,27 à 6,88) est lié positivement avec le gradient de végétation bog-fen-marais et varie grandement à l'échelle de la tourbière, donnant ainsi un paysage de mosaïque qui représente les différences chimiques du site. Les résultats indiquent qu'une tourbière de type minérotrophe peut retrouver une végétation de milieu humide sans assistance humaine autre que certaines actions de remouillage.

Le réseau de transport d’électricité sillonne le territoire québécois sur plus de 34 000 kilomètres et certains tronçons traversent inévitablement des tourbières. Ce projet de restauration a été réalisé sur deux tourbières où des chemins avaient été construits dans des emprises de lignes de transport d’énergie, à Sainte-Eulalie (Centre-du-Québec) et Chénéville (Outaouais). Un chemin minéral en tourbière change la nature du substrat et peut influencer le niveau de la nappe phréatique et les caractéristiques physicochimiques de l’eau et de la tourbe. Ces changements peuvent conséquemment modifier la composition et la diversité des communautés végétales tourbicoles. Nous avons tenté de déterminer si l’enfouissement du matériel minéral permet de restaurer la tourbière. La méthode d’enfouissement sous déblai tourbeux (MESDT) utilisée consiste à excaver, puis enfouir in situ le chemin minéral sous la tourbe sous-jacente à la perturbation. La MESDT devrait permettre d’atteindre les objectifs de restauration en (1) limitant l’enrichissement de la tourbière par les éléments nutritifs introduits par le matériel minéral du chemin, (2) en permettant de conserver une surface tourbeuse d’élévation similaire à la tourbière environnante et (3) en facilitant le retour d’une végétation de tourbières telle que trouvée dans l’écosystème de référence. Que ce soit 1 an ou 3 ans post-restauration, les résultats des analyses physicochimiques de l’eau échantillonnée à différentes distances et profondeurs du chemin enfoui ont montré des concentrations en nutriments semblables aux moyennes observées dans les écosystèmes de référence. Les différences d’élévation du sol dans les bandes restaurées entre les relevés sont négligeables. Le couvert de sphaignes à Chénéville a été de 33 ± 9 % moins d’une saison de croissance post-restauration. À Sainte-Eulalie, 3 ans post-restauration, ce couvert a été plus faible (5 ± 3 %) en raison de la qualité du matériel d’emprunt disponible dans le canal de l’emprise drainée. Les résultats de ce projet d’étude montrent que la MESDT répond aux objectifs de restauration. De plus, elle demande moins de ressources humaines, matérielles et monétaires en comparaison de la méthode de retrait complet du matériel minéral.
The electric power transmission lines network spans across the territory of the province of Québec on 34 000 kilometers and some of its sections inevitably go through peatlands. This restoration project has been conducted on two peatlands where access roads were constructed under power lines: at Sainte-Eulalie (Centre-du-Québec) and Chénéville (Outaouais). A mineral road in a peatland changes the nature of the substrate and can influence the water table level and the physicochemical characteristics of the water and peat. These changes can modify the composition and diversity of the vegetal communities. We examined if burying the mineral material within the bog is an effective method to restore the peatland conditions. The restoration by the “Burial Under Peat Layer Method” (BUPLM) consists in excavating and burying the mineral material beneath the underlying peat material. The method should allow to reach restorations goals by (1) confining the nutrients introduced with the mineral material, (2) by conserving a peaty surface elevation similar to the adjacent areas and (3) by re-establishing typical peatland vegetation. Whether it is 1 or 3 years post-restoration, the results of the physicochemical analyses of the water sampled at various depths and distances of the buried road showed similar nutriments concentrations to the means observed in the reference ecosystems. The soil elevation differences in the restored areas between readings are insignificant. Less than a growth season post-restoration, the Sphagnum mosses cover at Chénéville is 33 ± 9 %. At Sainte-Eulalie, 3 years post-restoration, the Sphagnum cover is lower (5 ± 3 %) because of the quality and quantity of the material available in the drained right-of-way. The results of this project show that the BUPLM complies with restoration objectives. Furthermore, it is economically profitable in comparison with the complete removal of the mineral material.

Je me suis intéressée à la valorisation de tourbières restaurées en caractérisant la diversité végétale des bords de mares et en développant des techniques de restauration pour ce biotope. J’ai d’abord estimé l’apport des mares à la diversité végétale des tourbières grâce à des inventaires comparatifs en milieu naturel et restauré. J’ai ensuite mis en place deux expériences pour tester l’efficacité de la technique de « transfert du tapis muscinal » pour la végétation de mares. Les résultats des inventaires montrent que dans les tourbières naturelles, les mares augmentent la richesse végétale. Cependant, les espèces associées aux mares naturelles demeurent absentes de mares créées six ans après un projet de restauration. Des expériences indiquent que pour se régénérer, des fragments de Cladopodiella fluitans doivent être recouverts de paille. Seules les sphaignes ont réussi à coloniser les berges de mares créées à l’aide de la méthode de transfert; les plantes vasculaires introduites avaient un recouvrement faible après trois ans.
In this thesis, I was interested in increasing restored peatland value by characterizing plant diversity along pool margins and by developing restoration techniques for this particular habitat. I first conducted inventories in restored and natural peatlands in order to measure the contribution of pools to plant diversity of the ecosystem. I also established two experiments to test the efficiency of the moss layer transfer technique in regard to pool vegetation. Inventories showed that pools enhance plant species richness in natural peatlands. Around created pools though, species associated with natural pools were still absent and non-bog species present six years after restoration. Two experiments revealed that Cladopodiella fluitans fragments need to be covered with straw to regenerate. Only Sphagnum mosses colonised pool margins with the moss layer transfer technique; introduced vascular plants had a very low mean cover after three years and adapted techniques should be developed to insure their establishment in restored peatlands.

Après leur restauration, les tourbières dont la tourbe a été récoltée par aspirateur conservent un relief uniforme dépourvu de mares, pourtant caractéristiques des bogs naturels. Même lorsque recréées artificiellement sur les sites restaurés, les mares ne contribuent pas à en accroître la diversité végétale. En effet, les espèces typiques des mares ne se réimplantent pas spontanément à leur pourtour, dû à une absence de graines ou de rhizomes dans le matériel végétal réintroduit. Le transfert ciblé de fragments de végétation de surface issus du pourtour de mares d'emprunt vers des mares artificielles ne permet pas non plus l'établissement des plantes vasculaires qui y sont présentes. L'érosion de la tourbe et les conditions instables du substrat prévalant près des mares comptent parmi les facteurs limitant la survie des plantules. Le premier objectif poursuivi dans le cadre de ce projet de recherche consiste à faciliter la recolonisation de bords de mares de tourbière par des sphaignes et des espèces d'herbacées typiques de ce milieu. La méthode employée vise à stabiliser le substrat près de mares artificiellement créées en utilisant des transplants de deux espèces d’éricacées : Andromeda glaucophylla Link et Vaccinium macrocarpon Aiton. Les résultats indiquent que le couvert d'arbustes favorisait la survie des sphaignes dans la zone située près de la ligne d'étiage des mares. Les arbustes, combinés ou non à des sphaignes, ont également limité le soulèvement gélival de la tourbe de surface. Enfin, la présence d'un couvert d'éricacées n’a pas influencé l’établissement ni la croissance de cinq espèces d'herbacées semées au pourtour des mares créées. Le second objectif consiste à évaluer le type de tapis de bryophyte qui favorise l’établissement de trois espèces récalcitrantes d’herbacées introduites par semis. Les espèces de Carex ont germé de façon similaire sur tous les types de tapis, alors que les tapis de Sphagnum cuspidatum ont avantagé la germination de Scheuchzeria palustris. Enfin, les plantules d’herbacées ont eu une meilleure croissance sur des tapis de bryophytes récemment restaurés constitués de fragments de sphaignes que sur des tapis déjà bien établis. À la lumière de ces résultats, il serait avantageux de transplanter des arbustes d’éricacées dans la zone d’étiage des mares afin de stabiliser le substrat et de favoriser l’établissement de sphaignes. Le semis d’espèces d’herbacées dans cette zone serait envisageable dès les premiers stades de restauration.
Restored peatlands are characterized by a uniform vegetation cover and a surface lacking open water bodies. Since pools are known to increase biodiversity in natural peatlands, their creation were investigated for restored sites. So far, we cannot rely on spontaneous recolonization for these created microhabitats. Mosses transfer from natural pool margins to artificial ones is a technique that failed to restore vascular plant communities associated with these microhabitats, although diaspores (rhizome, seeds, plants fragments) are transferred with mosses. Peat erosion and substrate instability around pool margins are factors affecting survival of seedlings. The main objective of this research project was to facilitate Sphagnum and vascular plants establishment around pool margins created in restored peatlands. One way to achieve this was through substrate stabilization using two species of shrubs (transplants of Andromeda glaucophylla Link and Vaccinium macrocarpon Aiton). Results show that ericaceous cover increased survival of Sphagnum along pool margins. Ericaceous shrubs -with or without mosses- also reduced frost heaving compared to the control but did not influence establishment or growth of five herbaceous species sowed around pool margin. The second objective was to evaluate different types of bryophyte seed beds to determine which one increase establishment of three herbaceous species sowed. Carex species have equally germinated on all seed beds, although Scheuchzeria palustris had a higher germination rate on Sphagnum cuspidatum seed beds. Finally, seedlings had a better growth rate on newly restored Sphagnum seed beds than on those well established. According to these results, we recommend transplanting ericaceous shrubs along pool margins as they stabilize substrate and promote Sphagnum growth. The best timing for herbaceous species sowing along pool margins would be in the first restoration process steps.

L’évolution récente des méthodes d’extraction de la tourbe laisse les tourbières dans un état près d’un stade historique de développement de type minérotrophe plutôt qu’ombrotrophe. Conséquemment, les tourbières industrielles post-exploitation sont fréquemment envahies de colonies monospécifiques de Scirpus cyperinus. Cette étude porte sur l’élaboration de nouvelles méthodes d’intervention visant l’intégration du S. cyperinus dans une biodiversité représentative d’un écosystème de référence. Pour ce faire, deux expériences en serre ont été réalisées. La première expérience évalue la performance de quatre couverts végétaux pour limiter la germination du Scirpus cyperinus en fonction des conditions hydrologiques. Deux couverts végétaux, le Sphagnum warnstorfii et les plants de graminées, ont efficacement limité la germination du Scirpus cyperinus. La seconde expérience évalue le potentiel de deux espèces cibles de restauration à s’implanter parmi le Scirpus cyperinus sous deux régimes hydriques. Une seule espèce, le Calamagrostis canadensis, a réussi à se maintenir en présence du Scirpus cyperinus.
Recent advances in peat extraction methods now leave the environment in a state closer to an historical development stage designated as minerotrophic (fen) rather than ombotrophic (bog). Consequently, industrial peatlands are commonly invaded monospecifically by Scirpus cyperinus soon after the end of operations. This study investigates new intervention techniques promoting biodiversity of the degraded ecosystem. In this context, two greenhouse experiments were carried out. The first one compared the performance of four plant covers to prevent S. cyperinus germination in relation to hydrologic conditions. Sphagnum warnstorfii and graminoid plants mats efficiently limited Scirpus cyperinus germination. The second experiment looked at the potential of two species targeted for reintroduction to grow and compete with Scirpus cyperinus under two hydrologic regimes. The biomass production of one of the two selected species (Calamagrostis canadensis) was able to maintain itself in presence of Scirpus cyperinus.

Cette étude porte sur l’évaluation à long terme de la végétation de la tourbière de Bois des-Bel, restaurée par la technique de « transfert du tapis muscinal ». L’approche par communautés a montré que l’écosystème de référence, la zone non restaurée et la zone restaurée depuis neuf ans étaient différents quant à la structure et à la composition végétale. La zone restaurée avait une abondance élevée 1) de sphaignes, ce qui la différenciait de la zone non restaurée, et 2) d’herbacées, ce qui la différenciait de l’écosystème de référence. Les traits des herbacées trouvés dix ans après la restauration, bien que différents et plus uniformes que ceux de l’écosystème de référence, montraient une tendance à se rapprocher de ce dernier. Après 10 ans, les canaux possédaient une diversité fonctionnelle de traits d’herbacées plus élevée que les planches. La création de mares de différentes profondeurs pourrait augmenter la diversité du site restauré.
This study is about the long term evaluation of the vegetation of Bois-des-Bel peatland, restored by the “moss layer transfer” technique. The communities approach showed different vegetation structure and composition for the reference ecosystem, the non-restored section and the nine years old restored section. However, the restored section had higher abundances of 1) Sphagnum mosses which increased its dissimilarity from the non restored section and of 2) herbaceous species which increased the difference with the reference ecosystem. Traits of herbaceous species found ten years after restoration were different and more uniform than those found in the reference ecosystem, but they seemed to converge toward the latter. For herbaceous species, the former ditches of the restored section had higher traits functional diversity than peat fields ten years after restoration. Thus, the creation of shallow or deep ponds could increase diversity of the restored site.

Les tourbières sont largement représentées dans la région boréale de l'Alberta, mais peu est connu sur la restauration de plates-formes de forage localisées en milieux tourbeux. Deux expériences de terrain ont testées la provenance du matériel végétal (bog, écotone bog-peupleraie, fen dominé par saules-Cyperacées, riche fen arbustif, riche fen forestier) à réintroduire sur différents substrats (sciure, loam argileux, mélange sciure-loam, tourbe, microtopographie) sur d’anciennes plates-formes. Nos résultats montrent que les communautés de tourbières peuvent s’établir sur un sol minéral après transfert d’une couche muscinale. Le type de communauté végétale où les propagules sont récoltées est un facteur déterminant au succès des bryophytes à s’établir. Un amendement en tourbe facilite l’établissement des plantes. La technique de transfert de mousse est une approche prometteuse pour la restauration de fens sur plateformes pétrolières. Nous recommandons une mise à l’échelle pour tester la validité de ces méthodes de réintroduction de végétation de manière mécanisée.
Peatlands are largely represented in the boreal region of Alberta but little is known about their restoration on well sites. The goal of this study is to compare plant communities and substrates in order to recover peatland vegetation. Two field experiments tested which plant communities (bog, bog-aspen ecotone, willow-sedge fen, shrubby rich fen, treed rich fen) would best regenerate on different substrate (sawdust, clay loam, mix sawdust-clay, peat, surface roughness). We found that peatland communities can establish on mineral soil after propagules transfer using the moss layer transfer technique (MLTT). The choice of plant community, where the propagules are harvested is key to bryophytes establishment. Peat amendment facilitated the plants establishment. The MLTT is a promising approach to restore fen plants on well sites. We recommend a scale-up experiment for a whole well site to test the validity of MLTT within pad removal techniques.

La technique du transfert muscinal, largement appliquée pour la restauration des tourbières perturbées par l’extraction de la tourbe en Amérique du Nord, vise le retour d’un couvert végétal dominé par des mousses accumulatrices de tourbe. Bien qu’efficace en ce sens, l’approche ne restaure pas l’hétérogénéité des habitats qui supportent la grande biodiversité des tourbières naturelles. Les mares de tourbière sont des habitats auxquels une faune et une flore caractéristiques sont associées et qui contribuent significativement à la biodiversité des tourbières. La création de mares dans les tourbières restaurées devrait y augmenter l’hétérogénéité des habitats et, ainsi, la biodiversité. Dans virtuellement tous les écosystèmes, les arthropodes sont diversifiés et abondants, et ils sont sensibles aux variations environnementales à une échelle fine, ce qui fait d’eux des indicateurs écologiques intéressants. Pour ce projet, 21 mares réparties dans deux classes de profondeur (profondes et peu profondes) et trois classes de végétation (mousses, arbustes et plantes graminoïdes) ont été aménagées lors de la restauration d’une tourbière minérotrophe dans la région du Bas-Saint-Laurent. Les mares de quatre tourbières des environs ont été inventoriées en tant qu’écosystème de référence. Les araignées (Araneae) et les dytiques (Coleoptera : Dytiscidae) ont été échantillonnés sur les berges et dans les mares à l’aide de pièges-fosses et de nasses, respectivement. Pour voir quelles variables environnementales ont une influence sur les assemblages d’arthropodes, ces derniers ont été comparés, à l’aide d’analyses multivariables, entre les mares du milieu restauré et celles de l’écosystème de référence. Des trois types de végétation à l’essai, les mares artificielles aménagées de plantes graminoïdes présentaient une arachnofaune et un microenvironnement plus similaires à l’écosystème de référence. La diversité des dytiques des mares artificielles peu profondes était similaire à celle de l’écosystème de référence. La création de mares de profondeurs variables et l’introduction d’une végétation de type graminoïde sur les berges est recommandée afin d’optimiser le retour d’une biodiversité semblable à celle de l’écosystème de référence dans les fens en restauration.
The moss layer transfer technique, widely used for peatland restoration after peat extraction in North America, aims to facilitate plant cover re-establishment dominated by peat-accumulating mosses. Efficient in that regard, the approach fails to restore habitat heterogeneity that supports the high biodiversity of natural peatlands. Peatland pools are habitats with an associated characteristic fauna and flora, contributing significantly to peatland biodiversity. In restored peatlands, man-made pools should increase habitat heterogeneity and thus, species diversity. In virtually all ecosystems, arthropods are diverse and abundant, and they are sensitive to fine-scale environmental changes, making them relevant as ecological indicators. To assess how pools should be designed in order to facilitate arthropod recolonization, 21 pools distributed in two depth classes (deep and shallow) and three vegetation classes (mosses, shrubs and graminoid plants) were designed in a restored fen in the Bas-Saint-Laurent region. Four natural fens with pools of the same region were assessed as reference ecosystem. Spiders (Araneae) and predacious diving beetles (Coleoptera: Dytiscidae) were sampled around and within pools using pitfall traps and funnel minnow traps, respectively. In order to determine how treatments and measured environmental variables influence arthropod assemblages, the later were compared, using multivariate analysis, between pools in the restored and reference ecosystems. Of the three vegetation types tested, man-made pools with graminoid plants showed an arachnofauna and a microenvironment more similar to the reference ecosystem. Dytiscid diversity of shallow man-made pools was similar to that of reference ecosystem. The creation of pools of variable depth and the introduction of graminoid-type vegetation on pool margins is recommended in restored fens in order to optimize the return of a biodiversity similar to reference ecosystems.

L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides.
L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides.
The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.
The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.