Lire le passé forestier dans un bourbier : histoire écologique et dynamique contemporaine d’une population marginale nordique d’érable rouge (Acer rubrum)

ABSTRACT

Populations at the edge of a species range are vulnerable to climate change. Studying their ecological history helps understanding resilience processes acting at the limit of the species’ tolerance envelope. In the mixedwood forest ecotone, several thermophilic species, such as white pine and red maple, reach the northern limit of their geographical range. Here we rely on macrofossil analysis of charcoal particles and plant macroremains of a forest hollow to reconstruct the local history of thermophilic species in a marginal red maple stand isolated within the mixedwood forest ecotone. Taxonomic identification and radiocarbon dating of charred particles and wood remains extracted along the peat accumulation profile indicated dominance of white pine during the Holocene Climate Optimum (6200 to 4300 cal yr BP). The fossil assemblage suggests the transition of a black spruce - feathermoss (>9500 to 6200 cal yr BP) to a balsam fir forest that developed after the decline of white pine (since 4300 cal yr BP). Red maple is not detected in the fossil assemblage suggesting a late arrival and/or expansion on the site, likely favored by anthropogenic activities and the climate warming ongoing since the end of the Little Ice Age.

Résumé

Les populations aux marges de l’aire de répartition d’une espèce sont vulnérables aux changements du climat. L’étude de leur histoire écologique permet d’aborder les processus de résilience à la limite de l’enveloppe de tolérance de l’espèce et d’anticiper comment son aire de répartition évoluera dans le contexte des changements climatiques actuels. Dans l’écotone de la forêt mixte, plusieurs espèces thermophiles, telles que le pin blanc et l’érable rouge, atteignent la limite nordique de leur aire de répartition géographique. En se basant sur l’analyse macrofossile des charbons de bois et de macrorestes ligneux d’un bourbier forestier, cette étude vise à reconstituer l’histoire locale des espèces thermophiles d’un peuplement marginal d’érable rouge isolé dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc. L’identification et la datation de charbons et de bois fossiles extraits le long du profil d’accumulation de tourbe permettent de retracer la présence plus importante de pin blanc pendant la période climatique plus chaude de l’Hypsithermique (6200 à 4300 ans AA). L’assemblage fossile indique le passage d’une pessière d’épinette noire (> 9500 à 6200 ans AA) vers une sapinière qui s’est développée après un déclin du pin blanc (depuis 4300 ans AA). L’érable rouge n’a pas été détecté dans l’assemblage fossile ce qui suggère une arrivée et/ou une expansion tardive de l’espèce sur le site, probablement favorisée par les activités anthropiques et le réchauffement du climat amorcé depuis la fin du Petit âge glaciaire.

KEYWORDS:

• Forest dynamics
• forest hollow
• Holocene
• leading edge
• mixedwood forest ecotone
• wood charcoal

Mots clés:

• Bourbier forestier
• charbons de bois
• dynamique forestière
• écotone de la forêt mixte
• Holocène
• limite nordique

Acknowledgments

L’autrice et les auteurs remercient Laurianne Dumont et Todor S. Minchev pour l’aide sur le terrain et à l’identification des charbons de bois. Merci à Magalie Bussières, Victorien Devaudais, Laurianne Dumont et Killian Marcel pour l’assistance avec les figures.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Supplementary material

Supplemental data for this article can be accessed online at https://doi.org/10.1080/11956860.2023.2271728

Déclaration d’accessibilité des données

Les données sont disponibles dans le référentiel de données en libre accès figshare (Bussières et al. 2023)

Matériel supplémentaire en ligne

Le matériel supplémentaire à cet article est accessible en ligne https://doi.org/10.1080/11956860.2023.2271728

Additional information

Funding

Ce travail a été financé par le ministère des Ressources naturelles et des Forêts du Québec (Direction de la recherche forestière projet 142332159 sous la supervision de PG). GdL reconnaît également le soutien financier du Programme des chaires de recherche du Canada (CRC-2017-00112, CRC-2022-00518), du Fonds de recherche du Québec-Nature et technologies (2021-NC-286562) et du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (RGPIN-2018-06586 et ALLRP 560728-20).