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La forêt Ste-Dorothée offre une grande variété d’habitats pour la flore et pour la faune. Jusqu’à maintenant, on y a dénombré 262 espèces végétales vasculaires dont 48 essences d'arbres, 148 espèces d’oiseaux (70 nicheurs), au moins sept des huit espèces de chauves-souris québécoises, plus de vingt mammifères terrestres, incluant le castor, le coyote, le cerf de Virginie, l'hermine et le petit polatouche (écureuil volant), quatre espèces de poissons ainsi que quatorze espèces d’amphibiens et de reptiles. La forêt sert également de refuge à au moins 18 espèces à statut précaire(neuf plantes et neuf animaux). La diversité et l'abondance retrouvées sur le territoire permet également de maintenir la présence d'au moins une douzaine d'espèces d'oiseaux de proie. Les rapaces, l'hermine et le coyote occupent le sommet des chaînes trophiques et nécessitent de vastes territoires. La présence d'une telle diversité indique la présence d'écosystèmes fonctionnels et d'un « garde-manger bien garni». En effet, tous les maillons de la chaîne alimentaire (herbivores, carnivores...) doivent se retrouver sur le territoire et ce, en quantité suffisante pour maintenir autant d'oiseaux de proie. C'est une indication supplémentaire de la santé des écosystèmes de la forêt Sainte-Dorothée.

Les espèces qui nécessitent de vastes territoires mais aussi le maintien de milieux variés comme la buse à épaulettes qui niche dans de grands arbres matures mais qui chasse près des zones humides ou le cerf de Virginie qui utilise les friches, les lisères, les champs et  la forêt sont des espèces dites parapluies, puisqu'en protégeant les habitats de ces espèces, on protège ceux de nombreuses autres. La taille et la variété des écosystèmes de la forêt Ste-Dorothée permettent à plusieurs espèces-parapluies de trouver refuge dans la forêt Ste-Dorothée : le Grand Pic, le Grand-Duc et l'hermine sont également du nombre. L'abondance de ces espèces est également un indicateur de la variété des écosystèmes du secteur.
Néanmoins, à l’instar des appareils les plus complexes conçus par le génie humain, un écosystème, pour bien fonctionner, dépend des nombreuses interactions (ex : prédateur-proie) qui existent entre ses différentes composantes ou espèces. La disparition d’une seule espèce, aussi anodine soit-elle, peut donc entraîner la perte d’espèces supplémentaires et créer des altérations importantes des fonctions d’un écosystème.

La préservation d’une grande diversité biologique fait aussi en sorte que les écosystèmes (il en va de même pour les champs cultivés), sont plus résistants aux changements (ex : maladies, sécheresse) et plus productifs, c’est à dire qu’ils génèrent une plus gande quantité de matière animale et végétale (biomasse) par unité de surface. Avec la menace des changements climatiques qui pèse sur nous, le maintien de la biodiversité devient notre meilleure police d’assurance afin que les écosystèmes qui assurent notre survie puissent résister et s’adapter aux événements extrêmes appréhendés (sécheresses, déluges, inondations, etc.).
 
 
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