Faits: A. Par avis paru dans la Feuille officielle du canton de Fribourg du 10 juin 2005, le Service cantonal des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique le projet de la route principale suisse H182 (route cantonale Fribourg-Morat, axe 3300), nouvelle traversée de la Sarine, reliant la route de Morat à celle de Berne, projet dit "Poya". La demande de défrichement et de reboisement de compensation nécessaire au projet Poya a été mise simultanément à l'enquête publique, d'entente avec le Service cantonal des forêts et de la faune. Le rapport d'impact sur l'environnement relatif à ce projet (version 1.1 du 8 juin 2005; ci-après: RIE 1.1) a été mis en consultation en même temps. Le 9 juillet 2005, A._, propriétaire des parcelles 8060 et 8162 du registre foncier de la ville de Fribourg, a formé opposition au projet Poya ainsi qu'à la demande de défrichement et de reboisement de compensation. Une séance de conciliation s'est déroulée le 8 novembre 2005, mais l'intéressé a maintenu son opposition. Par avis paru dans la Feuille officielle du 5 janvier 2007, le Service des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique les modifications du projet Poya; il a simultanément mis en consultation les compléments et modifications du rapport d'impact (version 1.1a du 21 juillet 2006; ci-après: RIE). Ces modifications concernaient le carrefour St-Léonard, la trémie d'accès au tunnel, le passage inférieur pour piétons sous la digue CFF, le chemin d'accès au pont depuis le Palatinat et la route de Berne, du carrefour Bellevue au carrefour St-Barthélémy. Par avis du même jour, le Service des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique l'aménagement à quatre voies de la route de Morat et la construction d'un collecteur d'évacuation des eaux claires vers le lac de Schiffenen ainsi que, d'entente avec le Service des forêts et de la faune, la demande de défrichement temporaire en relation avec la construction du collecteur d'évacuation des eaux claires. Le 5 février 2007, A._ a formé opposition au projet Poya, notamment à la mise en consultation simultanée des modifications et compléments du RIE et à la mise à l'enquête publique simultanée de la demande de défrichement temporaire en relation avec la construction du collecteur d'évacuation des eaux claires. Une séance de conciliation s'est déroulée le 16 mai 2007, mais l'opposant a maintenu son opposition. B. Par décision du 21 novembre 2007, la Direction des institutions, de l'agriculture et des forêts du canton de Fribourg (ci-après: la DIAF) a autorisé le défrichement d'une surface de 5'432 m2 de forêt sur les parcelles 8012, 8018, 8130.98, 8019.98, 14185 et 14186 du registre foncier de la ville de Fribourg et a levé l'opposition de A._. Elle a considéré que l'intérêt de l'ouvrage projeté, qui permettait de décharger le quartier du Bourg du trafic de transit et de protéger la cathédrale St-Nicolas des graves atteintes dues à ce trafic, primait l'intérêt à la conservation de la forêt. Elle a en outre souligné que d'autres variantes avaient été étudiées mais que toutes nécessitaient un défrichement plus ou moins important, de sorte que l'ouvrage ne pouvait être construit qu'à l'endroit prévu. Par décision du 28 novembre 2007, la Direction de l'aménagement, de l'environnement et des constructions du canton de Fribourg (ci-après: la DAEC) a approuvé le projet Poya. Par décision séparée du même jour, elle a déclaré irrecevable l'opposition de A._ du 5 février 2007, au motif que les modifications de 2007 ne concernaient pas le secteur où il se trouvait. Par ailleurs, elle a rejeté son opposition du 9 juillet 2005. En substance, elle a considéré que les effets du projet sur la nature et le paysage étaient acceptables et que le nouveau tracé routier aurait une nouvelle affectation conforme au plan d'affectation des zones. Elle a en outre rejeté les griefs de l'opposant relatifs à la pollution de l'air, au bruit, aux vibrations, à la protection des sources et au RIE. Elle a en particulier considéré que le projet Poya permettait de diminuer le niveau de la pollution atmosphérique dans le quartier du Bourg, en occasionnant une détérioration seulement légère de la situation dans certains secteurs périphériques. C. Dans un acte de recours unique, A._ a attaqué les décisions de la DAEC du 28 novembre 2007 et de la DIAF du 21 novembre 2007 auprès de la IIe Cour administrative du Tribunal cantonal du canton de Fribourg (ci-après: le Tribunal cantonal). Par arrêt du 30 octobre 2008, le Tribunal cantonal a rejeté le recours et confirmé les décisions entreprises. Il a relevé pour l'essentiel que le RIE répondait aux exigences posées en la matière. Par ailleurs, l'étude d'impact sur l'environnement avait été réalisée de façon correcte et complète et la DAEC pouvait se baser sur ses résultats pour statuer sur la conformité du projet avec l'environnement. Les craintes de l'intéressé au sujet de ses sources n'étaient pas fondées, dès lors que la DAEC avait pris en compte la présence de sources dans le périmètre touché par le projet Poya, qu'elle avait prévu des mesures de protections suffisantes avant, pendant et après le chantier et avait garantit en outre le débit et la qualité de l'eau. Les mesures supplémentaires de protection contre le bruit requises par l'intéressé ne se justifiaient pas, puisque les résultats obtenus par les calculs et les mesures comparatives concordaient et que les valeurs de planification étaient parfaitement respectées. Quant aux reproches relatifs à l'absence de plan directeur cantonal et au manque de coordination, ils étaient dénués de fondement. Enfin, la décision de défrichement de la DIAF était conforme au droit fédéral, grâce aux différentes mesures de compensation et de protection envisagées. L'ouvrage ne pouvait au demeurant être construit qu'à l'endroit prévu et aucun élément dans l'ensemble du dossier ne laissait penser que le défrichement serait dangereux pour l'environnement. D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 30 octobre 2008 et de renvoyer la cause audit tribunal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. En bref, le recourant se plaint d'une constatation des faits inexacte ainsi que d'une mauvaise application du droit. Le Tribunal cantonal renvoie aux considérants de son arrêt et conclut au rejet du recours. La DIAF se réfère intégralement à l'arrêt entrepris et demande au Tribunal fédéral de rejeter le recours, dans la mesure où il est recevable. La DAEC conclut au rejet du recours. Invité à se déterminer, l'Office fédéral de l'environnement (ci-après: l'OFEV) a indiqué ne pas avoir constaté de violation du droit matériel de l'environnement dans l'arrêt attaqué. Par ordonnance du 15 janvier 2009, le Président de la Ire Cour de droit public a constaté que le recours avait un effet suspensif de par la loi en vertu de l'art. 47 de la loi fédérale du 4 octobre 1991 sur les forêts (LFo; RS 921.0). Le recourant a répliqué les 18 février et 17 avril 2009, confirmant les conclusions prises dans son recours. Le Tribunal cantonal et la DIAF ont renoncé à dupliquer. La DAEC a indiqué que si les résultats des tests concernant le revêtement "Nanosoft" étaient négatifs, elle s'engageait à poser un revêtement tel que préconisé par l'OFEV, à savoir un revêtement "neutre"; elle a ajouté qu'elle "tiendra compte du développement futur puisqu'il s'agit d'un domaine en pleine évolution." 