L’intensification des pratiques agricoles a été identifiée comme cause majeure du déclin de la biodiversité. Plusieurs études ont documenté l’impact de la fragmentation du paysage naturel et de l’agriculture intensive sur la diversité des espèces, mais très peu ont quantifié le lien entre la structure du paysage et les interactions trophiques, ainsi que les mécanismes d’adaptation des organismes. J’ai étudié un modèle biologique à trois niveaux trophiques composé d’un oiseau hôte, l’hirondelle bicolore Tachycineta bicolor, de mouches ectoparasites du genre Protocalliphora et de guêpes parasitoïdes du genre Nasonia, au travers d’un gradient d’intensification agricole dans le sud du Québec. Le premier objectif était de déterminer l’abondance des espèces de mouches ectoparasites et de leurs guêpes parasitoïdes qui colonisent les nids d’hirondelles dans la zone d’étude. La prévalence de nids infectés par Protocalliphora spp. était de 70,8% en 2008 et 34,6% en 2009. Le pourcentage de nids comprenant des pupes de Protocalliphora parasitées par Nasonia spp. était de 85,3% en 2008 et 67,2% en 2009. Trois espèces de Protocalliphora ont été observées (P. sialia, P. bennetti et P. metallica) ainsi que deux espèces de Nasonia (N. vitripennis et N. giraulti). Il s’agit d’une première mention de P. bennetti et de N. giraulti dans la province de Québec. Mon deuxième objectif était d’évaluer l’impact de l’intensification agricole et de la structure du paysage sur les relations tri-trophiques entre les organismes à l’étude. Les résultats révèlent que les réponses à la structure du paysage de l’hirondelle, de l’ectoparasite et de l’hyperparasite dépendantent de l’échelle spatiale. L’échelle spatiale fonctionnelle à laquelle les espèces répondent le plus varie selon le paramètre du paysage modélisé. Les analyses démontrent que l’intensification des pratiques agricoles entraîne une diminution des populations d’oiseaux, d’ectoparasites et d’hyperparasites. De plus, les populations de Protocalliphora et de Nasonia sont menacées en paysage intensif puisque la dégradation du paysage associée à l’intensification des pratiques agricoles agit directement sur leurs populations et indirectement sur les populations de leurs hôtes. Mon troisième objectif était de caractériser les mécanismes comportementaux permettant aux guêpes de composer avec la variabilité de la structure du paysage et de la qualité des hôtes. Nos résultats révèlent que les femelles Nasonia ajustent la taille de leur ponte en fonction de la taille de la pupe hôte et de l’incidence d’hyperparasitisme. Le seul facteur ayant une influence déterminante sur le ratio sexuel est la proportion de paysage dédié à l’agriculture intensive. Aucune relation n’a été observée entre la structure du paysage et la taille des filles et des fils produits par les femelles Nasonia fondatrices. Ce phénomène est attribué aux comportements d’ajustement de la taille de la ponte et du ratio sexuel. En ajustant ces derniers, minimisant ainsi la compétition entre les membres de leur progéniture, les femelles fondatrices sont capables de maximiser la relation entre la disponibilité des ressources et la valeur sélective de leur progéniture. En conclusion, ce travail souligne l’importance de considérer le contexte spatial des interactions trophiques, puisqu’elles influencent la biodiversité locale et le fonctionnement de l’écosystème. / Landscape fragmentation and homogenization are considered to be the main causes of the worldwide decline in biological diversity. The degradation of habitat quality is mainly caused by the expansion and intensification of human land-use activities, primarily for agricultural purposes. Many studies documented the impact of landscape fragmentation and agricultural intensification on the overall fitness of animals across various taxa, but few works have studied this phenomenon in relation to trophic interactions. Here, we investigated the effects of landscape structure on the tri-trophic interactions between a bird host (the Tree Swallow Tachycineta bicolor (Vieillot)), its blowfly ectoparasites (Protocalliphora Hough), and their parasitoid wasps (Nasonia Walker) along a gradient of agricultural intensification covering 10, 200 km2 in southern Québec, Canada. The first objective was to describe the assemblages of Protocalliphora and Nasonia species found in Tree Swallow nests within our system. The prevalence of nest infestation by Protocalliphora was of 70.8% in 2008 and 34.6% in 2009. The percentage of nests containing Protocalliphora pupae parasitized by Nasonia spp. was of 85.3 % in 2008 and 67.2% in 2009. Three species of Protocalliphora were collected (P. sialia, P. bennetti and P. metallica) and two species of Nasonia (N. vitripennis and N. giraulti). Secondly, I evaluated the impact of landscape structure and agricultural intensification on the number of Tree Swallow fledglings, number of Protocalliphora per nest and the level of hyperparasitism by Nasonia. Our results revealed that organisms from different trophic levels perceived the landscape at distinctive spatial extents. This perception, however, differed based on whether the proportions of intensive or extensive culture in the landscape were considered. Furthermore, the number of Tree Swallow fledglings, the abundance of P. sialia and the level of hyperparasitism by N. vitripennis all decreased with an increase in the proportion of intensive culture in the landscape. Protocalliphora and Nasonia were more susceptible to extinction within highly intensive landscapes as they are confronted with both the direct effect of habitat degradation on their populations and the indirect effect of habitat degradation on their host populations. The last objective was to investigate how parasitoid wasps respond to environmental variability. We showed that the size of the P. sialia pupae hosts decreased in more intensive landscapes. Wasps clutch size was shown to increase within increasing host size and the sex ratio of offspring produced by N. vitripennis became more male biased as the proportion of intensive culture increased in the landscape. In addition, both female and male size was influenced by resource availability (size of host and number of competitors). Our data indicate that by producing smaller male biased clutches in the smaller hosts within intensive landscapes, females were able to respond to poor environments and maximize the size of their offspring. To conclude, this work highlights the importance of considering the landscape context of trophic interactions, as these interactions dictate local biodiversity and ecosystem function.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les activités d'origines anthropiques entraînent des modifications profondes du paysage : dans ce contexte, le succès de dispersion revêt une grande importance pour la persistance à long terme des populations animales et végétales. La génétique du paysage est une discipline récente qui permet de détecter et de modéliser les flux de dispersion de manière indirecte par le biais de l'identification des flux de gènes dans l'espace. Bien qu'il ait été suggéré delongue date qu'un échantillonnage individu-centré pouvait permettre de s'affranchir de certains biais liés à unedélimitation a priorides populations, les études portant sur des organismes présentant une distribution spatiale discontinue restent malgré tout le plus souvent basées sur un échantillonnage réalisé à l'échelle populationnelle. C'est sur cette thématique qu'ont porté mes travaux de thèse. Des résultats obtenus par simulations montrent qu'augmenter le nombre de points échantillonnés dans l'espace au détriment du nombre d'individus par agrégat peut permettre une meilleure détection de l'influence de la matrice sur les flux de gènes, quelque soit le régime de dispersion et le contexte paysager considérés. Appliqué à l'étude de la dispersion du triton alpestre Ichthyosaura alpestris, d'une part en paysage fragmenté par des infrastructure linéaires de transport (isolation par barrières aux flux de gènes IBB) et d'autres part en paysage agricole (isolation par résistance de la matrice paysagère IBR), l'échantillonnage individu-centré apparaît comme une alternative flexible et efficace à l'échantillonnnage populationnel classique.

" Si le paysage s'est inséré dans Faction politique à toute les échelles, les effets de celte action devraient se faire sentir sur les paysages eux-mêmes. Il faut y voir de plus près. " Cet objectif du programme de recherche " politiques publiques et paysages ", lancé en 1998 par le Ministère de l'Aménagement, du Territoire et de l'Environnement, invite la communauté scientifique à investir le champ croisé de l'évaluation des paysages et des politiques publiques. Cette recherche doctorale apporte une nouvelle contribution à ce sujet, en reprenant les avancées acquises et les questions demeurées en suspens, et propose une mise en oeuvre de l'évaluation par la production d'indicateurs du paysage, normés et comparables. La démarche suivie passe par la mise en place de mesures du paysage dans sa dimension visible, pour livrer aux acteurs publics de deux terrains d'étude franc-comtois une base de connaissance objectivée sur leur paysage. Ces mesures sont obtenues par des méthodes de modélisation de la visibilité, telles qu'elles sont proposées par les SIG. Elles sont aussi développées de façon plus originale, en mobilisant des ressources en information géographique anciennes et actuelles disponibles pour les collectivités territoriales, avec leurs problèmes particuliers de mise en oeuvre. Cette connaissance autorise alors une mise en regard du paysage et des enjeux soulevés par les politiques publiques, pour contribuer à leur évaluation mutuelle.

Pour répondre aux besoins croissants en denrées alimentaires à travers le monde, les pratiques agricoles se sont intensifiées au cours des dernières décennies et s'intensifieront davantage dans les décennies à venir. Or l'intensification agricole mène à une homogénéisation des paysages par le biais de cultures en rangées à grande échelle en plus d'être associée à une forte utilisation de fertilisants et de pesticides. Les conséquences découlant de l'intensification sont multiples et complexes du fait qu'elles touchent à la fois la structure et le fonctionnement des communautés d'organismes, lesquelles incluent des espèces causant des nuisances (e.g., phytophages et parasites ravageurs) ou encore offrant des services écologiques essentiels (e.g., pollinisateurs, prédateurs et parasitoïdes). Compte tenu de l'importance de ces conséquences, il est primordial de bien comprendre le fonctionnement des écosystèmes agricoles afin d'orienter adéquatement les plans de gestion agricole qui visent à optimiser la production agricole tout en minimisant les conséquences écologiques néfastes. Les Diptères schizophores sont des insectes occupapt une panoplie de fonctions écologiques. Du fait de leur abondance et de leur diversité dans les milieux agricoles, ils y sont donc fonctionnellement importants. Toutefois, ces insectes demeurent largement ignorés dans le cadre des études évaluant les impacts de l'intensification agricole sur la biodiversité parce qu'ils sont difficiles à identifier au niveau spécifique. Ce mémoire constitue une des premières études évaluant les effets de 1'intensification agricole sur la structure de la communauté de Diptères schizophores à l'échelle spécifique. À ce titre, j'ai récolté, identifié et, lorsque possible, associé à une ou plusieurs guilde(s) alimentaire(s) larvaire(s) 5313 spécimens récoltés dans des pièges situés sur 40 fermes dans le Sud du Québec. Ces fermes étant situées dans un gradient d'intensification agricole, j'ai associé divers paramètres de la communauté à l'hétérogénéité et à la composition en habitats du paysage. J'ai trouvé parmi les facteurs associés à l'intensification agricole que l'homogénéisation du paysage entraîne un appauvrissement global de la communauté, alors que la présence de cultures intensives (e.g., maïs, soya, cultures maraîchères) dans un paysage hétérogène entraîne plutôt un changement dans la composition de la communauté dè Diptères schizophores. Quoique la majorité des espèces ne pouvait être associée à des types de productions agricoles particulières, certaines espèces étaient défmitivement associées aux cultures intensives, aux fourrages ou encore, aux productions animalières. Par ailleurs, l'abondance des phytophages, des zoophages et des saprophages était toutes plus importantes dans les paysages les plus hétérogènes. De plus, alors que les phytophages et les saprophages présentaient des abondances maximales à des recouvrements intermédiaires de maïs ( Zea mays ), les zoophages diminuaient en abondance avec cette culture. La variable « maïs2 » nous a permis de distinguer les effets de la présence du maïs de ceux de la dominance de maïs. J'ai également trouvé que la majorité des espèces dominantes de la communauté sont des espèces introduites d'Europe, probablement dû aux transformations historiques du paysage associée avec la colonisation. Ainsi, la structure des communautés de Diptères schizophores en milieux agricoles semble non seulement influencée par l'intensification agricole, mais dépendrait également des transformations historiques du paysage. Pour comprendre les impacts des activités humaines sur les écosystèmes, il est donc important de se pencher non seulement sur les processus actuels, mais également sur les processus historiques qui sont derrière le façonnement de ces écosystèmes.

Les sols de montagne représentent d'importants réservoirs de carbone (C) potentiellement vulnérables aux changements climatiques et changements d'usage qui les affectent de manière amplifiée. Or la grande variabilité de ces milieux, leur faible accessibilité ainsi que le manque d'outils de mesure appropriés limitent nos connaissances qui restent aujourd'hui très fragmentaires en ce qui concerne les stocks, la chimie et la réactivité du carbone organique des sols (COS). Ces informations sont pourtant nécessaires pour appréhender l'évolution de ces sols et de leur C dans ce contexte de changements globaux. Les objectifs de ce travail de thèse étaient (i) d'accéder à une meilleure compréhension de la nature, de la stabilité et de la vulnérabilité du COS dans une mosaïque d'écosystèmes des Préalpes calcaires (massif du Vercors), (ii) de rechercher des outils de caractérisation rapides et fiables adaptés à l'étude et au suivi du COS à l'échelle du paysage, et enfin (iii) de proposer des indices pour l'évaluation et le suivi de la qualité des sols en milieu de montagne. Dans un premier temps, nous avons testé l'application de la pyrolyse Rock-Eval pour l'étude du COS à grande échelle sur un ensemble d'unités écosystémiques. Nous avons ensuite comparé la pyrolyse Rock-Eval à deux techniques classiques d'étude de la matière organique du sol (MOS) : le fractionnement granulodensimétrique de la MOS et la spectroscopie moyen infrarouge. Ces approches analytiques couplées nous ont permis de quantifier les stocks de C à l'échelle de la zone d'étude et d'expliquer la stabilité et la vulnérabilité du COS sous des angles variés. Les facteurs responsables des patrons observés dans les différentes unités écosystémiques sont discutés. Ce travail a également confirmé la pertinence de l'outil Rock-Eval pour répondre aux objectifs fixés. Parallèlement, des approches biologiques nous ont permis d'évaluer l'importance de la composante microbienne dans ces sols. Enfin, des indices évaluant le statut organique des sols (stockage de COS, fertilité des sols, vulnérabilité du COS) sont proposés pour constituer des outils de gestion et d'aide à la décision.

Du fait de changements environnementaux multifactoriels (pression anthropique, climat...), la répartition des vecteurs et des maladies qu'ils transmettent se modifie. La fièvre catarrhale ovine (FCO), arbovirose des ruminants s'étant récemment propagée dans le bassin méditerranéen, constitue un modèle pertinent pour étudier les conditions d'installation d'un vecteur exotique dans un nouvel environnement. Nous proposons ici d'utiliser la télédétection et l'analyse paysagère pour caractériser l'environnement favorable à la FCO et à son principal vecteur, Culicoides imicola, à une échelle locale, en Corse. Pour cela, l'environnement en lien avec les traits de vie du vecteur a été caractérisé au voisinage d'élevages sains ou infectés (approche maladie) et de sites de piégeages où le vecteur est présent ou absent (approche vecteur), en testant trois tailles de voisinage, à partir d'un modèle numérique de terrain, du réseau hydrographique et d'une image à haute résolution spatiale issue du satellite SPOT. La classification de l'image a permis de produire une carte d'occupation du sol à partir de laquelle des indicateurs paysagers reflétant la structure spatiale et la composition de la végétation ont été extraits. Les modèles liant environnement et présence/absence de la maladie ou du vecteur ont été validés en interne et en externe. Les résultats ont confirmé que les milieux favorables au vecteur et à la maladie pouvaient être caractérisés par des facteurs environnementaux autres que climatiques et ont mis en évidence l'importance des indicateurs paysagers aux trois échelles de voisinage. Ils ont montré que les milieux favorables présentaient une diversité et une fragmentation importante. La latitude, pouvant refléter la proximité à la Sardaigne, est également identifiée comme étant une variable liée au risque de présence du vecteur et de la maladie. La plupart des modèles ont présenté une capacité de discrimination élevée rendant possible leur utilisation à des fins de prédictions en Corse et sur d'autres territoires. Ils pourraient notamment servir à cibler les actions de surveillance sur le littoral continental français. Parmi les perspectives de travail, peuvent être envisagées l'application d'une démarche similaire sur les autres espèces de Culicoides impliqués dans la transmission de la FCO, l'intégration de paramètres climatiques, la recherche de nouveaux paramètres issus de données de télédétection et la conception de modèles dynamiques de capacité vectorielle.

Avant de devenir objet de préoccupations politiques et d'aménagement de l'espace, le paysage a été sujet dans les plus différents et divers courants de la pensée scientifique. Aujourd'hui, le paysage occupe une place importante et croissante dans les politiques et les actions publiques, notamment dans le cadre des problématiques de développement durable àl'échelle des territoires. Il sort ainsi de la " connaissance scientifique " vers " l'agir dans le monde ". Cette thèse se propose d'étudier dans quelles mesures les paysages du piémont et des contreforts du Larzac - marqués par la vitiviniculture - peuvent être un élément moteur dans les processus de développement territorial durable. Avec l'appui de la théorie des ressources territoriales, cette thèse propose dans un premier temps d'éclairer comment le paysage devientressource. La conception et les dynamiques du paysage sont complexes et souvent difficilement saisissables par les acteurs du territoire, ce qui complique les processus de valorisation et d'activation de la ressource. Avec l'appui de la pensée systémique, ce travail de recherche propose donc une " nouvelle forme " de représenter les paysages dans leur complexité- le dessin riche. Ceci est un outil efficace pour les acteurs locaux dans les processus d'autoréflexion et d'autoapprentissage, qui permettent la définition de stratégies et d'actions qui activent la ressource pour promouvoir un développement territorial durable et le maintien des paysages non simplement " beaux ", mais aussi " vivants ", avec la participation et selon les regards des acteurs.

Le paysage est devenu progressivement en France un objet de politiques nationales mais aussi locales. Pourquoi les acteurs publics locaux mobilisent-ils le paysage pour parler de et penser leur territoire ? Est-ce seulement le fruit d'une traduction descendante d'injonctions venues de l'Etat ? La thèse montre comment le paysage participe parfois à une stratégie de projet spécifique et singulière, dans un processus de reterritorialisation. L'analyse s'appuie sur l'étude de trois villes moyennes de la vallée de Loire, Blois, Nevers et Saumur. La méthode croise plusieurs disciplines issues de la géographie, de l'analyse paysagère mais aussi de la sociologique des organisations ou encore de la philosophie. La thèse apporte ainsi de nouveaux éléments sur la manière dont le paysage est appréhendé localement, s'il peut répondre à une stratégie organisée et s'il porte d'autres objectifs plus sectorisés. La recherche ouvre finalement sur une question d'actualité qui mérite d'être interrogée : quelle est la part politique du paysage ? En quoi la prise en compte du paysage favorise de nouveaux modes de définition de territoires ? Cette réflexion amène conjointement à interroger l'évolution politique des territoire, notamment le rôle politique des communautés d'agglomération.