Le village nordique de Whapmagoostui-Kuujjuarapik a subi, au cours des dernières décennies, plusieurs perturbations anthropiques ayant eu comme conséquence la dégradation du couvert végétal. Avant le début d'un projet visant à la restauration végétale, il est essentiel d'étudier les interactions entre les espèces susceptibles d'être utilisées. L'objectif général de ce mémoire est d'évaluer les relations de compétition et de facilitation entre L. mollis et des espèces de stades successionnels variés. Une première expérience a été réalisée pour tester la compétition entre L. mollis et quatre autres espèces, soit : Honckenya peploides et Lathyrus japonicus (espèces pionnières) ainsi que Sibbaldiopsis tridentata et Achillea millefolium (espèces de stade avancé). Les résultats ont montré que la compétition entre L. mollis et ces espèces, à l'exception de S. tridentata, est toujours asymétrique, peu importe le stade de succession d'où proviennent ces dernières, et que seule L. mollis est affectée. Une autre expérience en serre a été réalisée pour vérifier l'effet de facilitation de L. mollis ssur l'établissement et la biomasse de Lathyrus japonicus et de Trisetum spicatum. Les résultats obtenus montrent que la présence de L. mollis a un effet négatif sur l'émergence, la biomasse et le nombre d'individus de T. spicatum à la fin de l'expérience. Le nombre insuffisant d'individus de L. japonicus a eu comme conséquence de rendre les résultats des analyses statistiques biologiquement non significatifs. Finalement, la banque de graines (>2mm) présente à différentes distances des îlots résiduels de L. mollis, ainsi qu'à l'intérieur de ceux-ci, a été répertoriée. On trouve plus de graines dans le substrat des îlots qu'à l'extérieur, ce qui suggère que L. mollis peut augmenter la rétention des graines balayées par le vent. Bien que les interactions entre L. mollis et d'autres espèces aient été étudiées, la réalisation de ces expériences dans le village serait nécessaire afin de déterminer si les résultats obtenus sont applicables à un milieu naturel et, donc, à un projet de restauration à Whapmagoostui-Kuujjuarapik.

Les changements globaux, induits par l'augmentation et le cumul des perturbations naturelles et anthropiques, modifient les caractéristiques environnementales, et par conséquent la répartition des espèces et la dynamique des réseaux trophiques. Les principaux objectifs de mon travail sont: 1) de caractériser, dans le contexte des changements globaux, les effets spécifiques et cumulés des perturbations naturelles et anthropiques sur les interactions prédateur-proie chez les grands mammifères, et 2) d'évaluer comment les changements globaux affecteraient la pertinence de la stratégie d'aménagement d'une espèce parapluie pour la conservation de la biodiversité régionale. Mon système d'étude est le caribou des bois (Rangifer tarandus caribou), écotype forestier, sujet à la prédation par les loups gris (Canis lupus) dans la région de la Côte-Nord (QC, Canada). Dans le Chapitre 1, j'évalue l'impact des épidémies de tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana) sur la répartition, la survie et les interactions trophiques du caribou. Pour cela, j'ai utilisé des relevés annuels de la sévérité des épidémies de tordeuse combinés avec les localisations des caribous et des loups munis de colliers GPS ainsi que des inventaires aériens d'orignaux (Alces alces). Pour considérer les effets de l'épidémie de tordeuse sur l'orignal, le loup et le caribou, j'ai utilisé des analyses de sélection d'habitat et de survie pour le caribou. J'ai démontré comment une épidémie d'insectes induit un enfeuillement, créant une augmentation de ressources pour les orignaux, résultant à une suite de réponses spatiales et démographiques chez l'orignal, le loup et le caribou. La réponse numérique de l'orignal et les réponses comportementales de l'orignal et du loup étaient fortement associées à une réponse négative chez le caribou. Le risque de mortalité du caribou était plus élevé pour les individus sélectionnant les peuplements forestiers les plus sévèrement affectés par la tordeuse, surtout si les peuplements étaient coupés après l'épidémie. Mes travaux indiquent une compétition apparente « retardée » entre l'orignal et le caribou médiée par la prédation des loups. En plus de l'impact des épidémies d'insectes, les feux de forêt et l'aménagement forestier menacent les caribous en modifiant également les interactions trophiques. Dans le Chapitre 2, j'ai évalué les effets cumulés de l'aménagement forestier et des changements climatiques sur la mortalité du caribou. En utilisant un modèle spatialement explicite centré sur l'individu (IBM), j'ai simulé le déplacement des animaux et les interactions interspécifiques dans des paysages virtuels, variant selon trois niveaux de coupes et trois scénarios de changement climatique. Je démontre que les changements induits par le climat et l'aménagement forestier influencent les interactions trophiques en exacerbant la compétition apparente, par une augmentation asymétrique de la disponibilité des ressources. Mon modèle prévoit un enfeuillement induit par les changements globaux, augmentant l'abondance des orignaux et des loups, avec des conséquences désastreuses pour le caribou. De plus, je démontre que les effets provenant de la réponse numérique prédominent par rapport à une réponse comportementale seule. Ainsi, les changements globaux devraient fondamentalement modifier la structure du réseau trophique, renforçant les interactions indirectes par la compétition apparente. Un autre résultat majeur souligne que l'impact de l'aménagement forestier devrait être plus précoce et trois fois plus élevé que l'impact des changements climatiques. Afin de préserver la biodiversité, ces résultats suggèrent de se concentrer d'abord sur la réduction des impacts négatifs de l'aménagement forestier. Enfin, dans le Chapitre 3, j'ai évalué l'impact des changements climatiques et de l'aménagement forestier sur le maintien de la biodiversité. Plus précisément, j'ai évalué l'efficacité et l'effet parapluie des stratégies d'aménagement de l'habitat du caribou forestier dans un contexte de changements globaux pour la conservation des oiseaux et des coléoptères. J'ai combiné des modèles mécanistes spatialement explicites pour prévoir l'efficacité des stratégies d'aménagement sur la survie du caribou, et des modèles prédictifs d'occurrence pour caractériser l'impact sur le maintien des assemblages d'espèces. Les paysages ont été simulés selon quatre aménagements forestiers, dont deux stratégies d'aménagement, et trois scénarios de changement climatique. Je démontre que les stratégies d'aménagement, conçues pour la conservation du caribou, devraient également maintenir les assemblages d'oiseaux et de coléoptères. Bien que j'ai détecté un effet plus important de l'aménagement forestier, l'effet parapluie des stratégies d'aménagement dépendraient également de la sévérité des changements climatiques. Les stratégies d'aménagement conçues pour une seule espèce pourraient donc avoir un important effet parapluie pour la biodiversité. / Global change, through the increase and cumulative impacts of natural and anthropogenic disturbances, is predicted to modify species distributions and food-web dynamics, through changes in environmental characteristics. The main goals of my work are two-fold: 1) characterize, in the context of global change, the specific and cumulative effects of natural and anthropogenic disturbances on predator-prey interactions among large mammals, and 2) assess how global change is expected to impact the relevance of recovery strategy of an umbrella species for the conservation of regional biodiversity. My study system was the boreal ecotype of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou), subject most notably to predation by gray wolves (Canis lupus) in the Côte-Nord region (QC, Canada). In Chapter 1, I assess the impact of spruce budworm (Choristoneura fumiferana) outbreaks on the distribution, survival and trophic interactions of boreal caribou. For this, I used annual surveys of spruce budworm outbreak severity, and combined these data with locations of GPS-collared caribou and wolves, and aerial inventories of moose (Alces alces). To account for comparative effects of spruce budworm outbreak on expected responses in moose, wolves, and caribou, I used a statistical habitat selection and survival analyses for boreal caribou. For the first time, I demonstrated how an insect outbreak triggers a flush of deciduous vegetation creating a resource pulse for herbivores, which then translates into a suite of spatial and demographic responses in moose, wolves, and boreal caribou. I show a numerical response in moose and behavioral responses in both moose and wolves that associated strongly with a negative response in caribou. Consistently, mortality risk of caribou was higher for individuals selecting forest stands most severely impacted by spruce budworm, especially if stands were logged post-outbreak. My work is indicative of "delayed" apparent competition between moose and caribou via wolf predation because wolves clearly showed selection to use impacted areas after post-outbreak logging that were of greatest risk to caribou. In addition to the impact of insect outbreaks, wildfires and forest harvesting threaten boreal caribou populations by also altering trophic interactions. Given the latest and harsh climate change projections, in Chapter 2, I assessed the cumulative impacts of forest harvesting and climate change on the mortality of boreal caribou. I use a spatially explicit individual-based model (IBM) to simulate animal movement and species interaction in virtual landscapes, varying in terms of three levels of forest management and three climate change scenarios. I demonstrate that climate- and land-use-induced changes influence trophic interactions by exacerbating apparent competition, through asymmetric increase in resource availability between the two herbivores species. My analysis forecasts how climate and land-use changes increase the proportion of deciduous vegetation, and show this bottom-up forcing increases moose and wolf abundance, with dire consequences for boreal caribou. Moreover, I partition the indirect effects on caribou into behavioral-numeric versus behavioral only interactions and show that numeric effects predominated. Thus, combined impacts of land-use and climate changes can fundamentally alter the food web structure, making indirect interactions stronger through apparent competition. Another major result highlights that land-use impacts are predicted to be earlier and three times higher than climate change impacts. This has globally relevant and urgent implications for biodiversity conservation - focus first on reducing negative impacts of land-use change as an effective longer-term climate change biodiversity conservation strategy. Finally, in Chapter 3, I assessed the impact of global climate and land-use changes on biodiversity integrity. More specifically, I assessed the effectiveness and umbrella value of management strategies designed to meet the needs of the boreal caribou in a context of global change for conservation of birds and beetles. I combined mechanistic, spatially explicit models to forecast the impact of management strategies on the survival of boreal caribou, and predictive models of species occupancy to characterize concurrent impacts on bird and beetle diversity. Landscapes were simulated based on four forest management plans, including two management strategies, and three climate change scenarios. I found that strategies that best mitigate human impact on boreal caribou were also the best at maintaining bird and beetle assemblages. While I detected a stronger effect of land-use change compared to climate change, the umbrella value of the management strategies was also impacted by the severity of climate change. Single-species conservation actions may therefore have important umbrella biodiversity benefits.

L’étude du régime alimentaire des prédateurs est omniprésente en écologie bien que l’observation et la documentation de leurs habitudes alimentaires demeurent complexes. À cet égard, notre capacité à documenter les habitudes alimentaires des espèces prédatrices augmente notre compréhension des interactions prédateurs-proies et de la structure des réseaux trophiques. Ma thèse de doctorat s’intéresse à l’écologie et l’alimentation du loup gris (Canis lupus) et de l’ours noir (Ursus americanus) au nord du Québec et au Labrador sur les aires de répartition du caribou migrateur (Rangifer tarandus) des troupeaux Rivière-aux-Feuilles et Rivière George. Bien que les impacts anthropiques sur ces troupeaux soient de plus en plus documentés, la place qu’occupe le caribou dans l’alimentation de ces prédateurs demeure méconnue de même que le rôle de la prédation sur la dynamique de population des troupeaux. Le premier volet de ma thèse s’intéresse à la complémentarité d’approches de détermination du régime alimentaire. Cette complémentarité est par la suite exploitée pour l’étude du régime alimentaire des prédateurs du caribou. Mes travaux montrent que l’abondance locale et saisonnière du caribou est un facteur clé expliquant sa contribution à l’alimentation des prédateurs, en particulier pour le loup. Le loup et l’ours noir démontrent une grande flexibilité dans leurs habitudes alimentaires en exploitant les variations spatiotemporelles dans la diversité et l’abondance des ressources alimentaires présentes au sein des habitats nordiques du Québec et au Labrador. Une telle flexibilité suggère de considérer les interactions caribou-prédateurs de manière dynamique dans le temps et l’espace en tenant compte de l’abondance locale du caribou de même que celles des autres ressources potentielles. Mes travaux sont parmi les premiers à souligner l’apport des ressources carnées à l’alimentation de l’ours noir en milieu nordique et ils présentent une perspective nouvelle des interactions caribou-prédateurs en contrastant l’alimentation des prédateurs à l’échelle de troupeaux ayant des abondances distinctes. Ma thèse contribue à notre compréhension des relations caribou-prédateurs en mettant en lumière la contribution du caribou migrateur à l’alimentation du loup et de l’ours noir et offrent une perspective détaillée de la structure et la dynamique du réseau trophique du nord du Québec et du Labrador impliquant ces espèces. / The study of predator diets is widespread in ecology although observing and documenting foraging habits of predators remains challenging. Our ability to document the diet composition of predators largely determines our understanding of predator-prey interactions as well as of the structure of food webs. My Ph.D thesis focuses on the ecology and diet of the wolf (Canis lupus) and black bear (Ursus americanus) in northern Québec and Labrador over the ranges of migratory caribou (Rangifer tarandus) of the Rivière-aux-Feuilles and Rivière George herds. Even though our understanding of anthropogenic impacts on populations of migratory caribou has progressed in recent years, caribou contribution to the diet of its main predators as well as the role of predation on the population dynamics of caribou herds remain mostly unknown. The first part of my thesis focuses on the complementarity of different approaches of diet reconstruction in a free-ranging context. I then took advantage of that complementarity to determine the diet of caribou predators. My work shows that the local and seasonal abundances of caribou are key factors explaining their contribution to the diet of each predator, especially for wolves. Both wolves and black bears showed great flexibility in their feeding habits taking advantage of spatial and temporal variations in the diversity and abundance of food sources. Such variability argues that caribou-predator interactions should be regarded independently and as dynamic components for each herd in order to account for the relative abundance of caribou as well as that of other food sources. My thesis also provides a new perspectiveon the ecology and the role of black bear in the food web of eastern North America by providing the first evidences of the importance of animal-based food sources in the diet of black bears in the harsh northern habitats of Québec. Although wolf-caribou and bear-caribou interactions have been widely studied, my work offers a new perspective by contrasting these interactions at the scale of two herds with distinct abundances. Finally, my work improves our understanding of caribou-predator relationships by shedding light on the contribution of migratory caribou to the diet of both predator species and provides a detailed perspective on the structure and dynamics of the food web in northern Québec and Labrador involving those species.

Les pessières noires à mousses de la forêt boréale du Québec représentent près de 27% du territoire total québécois et se sont historiquement renouvelées selon un régime naturel de feux. Plus récemment, les coupes forestières totales ont graduellement laissé la place aux coupes avec protection de la régénération et des sols, qui limitent la circulation de la machinerie à des sentiers de débardage régulièrement espacés. Suite à l'ouverture du couvert forestier par la coupe forestière, les éricacées du sous-étage peuvent compromettre la régénération et la croissance de l'épinette noire. Dans le contexte de la recherche de stratégies d'aménagement forestier qui s'inspirent du régime des perturbations naturelles, l'objectif de cette thèse était de comparer les patrons spatiaux et temporels des propriétés physico-chimiques et microbiologiques du sol organique, de la taille, de la densité et de la régénération de l'épinette noire, et du recouvrement et de la biomasse aérienne des éricacées après feu et après coupe, dans la pessière noire à mousses. Nos résultats démontrent que les feux et les coupes ne laissent pas la même empreinte spatiale. Le feu est à l'origine des patrons à plusieurs échelles qui reflètent l'existence de zones brûlées à différentes intensités. La coupe impose une structure répétitive où les propriétés du sol et de la végétation sont différentes selon la zone occupée sur le parterre de coupe (i.e., sentiers de débardage ou zones de protection). En modifiant les processus et les propriétés du sol, ainsi qu'en affectant la distribution spatiale et la croissance de l'épinette noire selon les différentes zones d'occupation, les éricacées contribuent à maintenir les différences existantes (a) entre les sentiers et les zones de protection, et (b) à l'intérieur des zones de protection, entre les agrégats (i.e., patches) que les éricacées occupaient avant la coupe et les zones où le couvert forestier était fermé. Ces différentes signatures spatiales après feu et après coupe ne convergent pas à long-terme (62-98 ans). Cette thèse constitue un travail de recherche multidisciplinaire qui a apporté des connaissances originales concernant l'adéquation des méthodes numériques aux problématiques écologiques, l'écologie spatiale de la régénération des éricacées et la compréhension des régimes des perturbations naturelles et anthropogéniques, qui est une étape fondamentale au développement raisonné de l'aménagement écosystémique.

L'agroécologie, proposition holistique et complexe, à la fois globale et territorialisée, s'est érigée au cours des dernières décennies comme référent social permettant de décrire et de rassembler de nombreuses initiatives engagées dans la transformation des systèmes alimentaires. Elle repose sur des principes écologiques visant à restaurer les fonctions clés des agroécosystèmes. Elle s'appuie aussi sur une série de principes normatifs soulignant la nécessité de repenser les arrangements sociaux, économiques et politiques jugés responsables des crises écologiques et sociales auxquelles nos systèmes alimentaires et plus largement nos sociétés, sont aujourd'hui confrontés. Selon divers penseurs, l'agroécologie est toutefois à la croisée des chemins. Face à la multiplication des projets se revendiquant de l'agroécologie et face à son institutionnalisation grandissante, plusieurs s'inquiètent de voir ses dimensions sociopolitiques diluées. Pour complémenter les réflexions en cours sur la cooptation et la dépolitisation de l'agroécologie en milieu rural et en rapport aux environnements politiques aux échelles nationales et internationales, cette thèse propose une réflexion sur les dynamiques à l'œuvre en contexte urbain. Elle s'appuie sur l'étude du cas de Madrid, en Espagne, contexte où tout un mouvement social se réclame de l'agroécologie et où l'agroécologie a percolé dans la sphère institutionnelle. Alliant plus d'une centaine d'heures d'observation, 26 entretiens semi-dirigés et de la recherche documentaire, la thèse explore quatre expérimentations agroécologiques (deux jardins urbains et deux initiatives de distribution) ainsi que le paysage plus large de l'agroécologie à Madrid. Elle se structure autour de trois chapitres, qui prennent la forme d'articles scientifiques. Le premier chapitre offre un portrait des dynamiques marquant la circulation du référent agroécologique à Madrid. Il met en lumière un double rôle des acteurs du mouvement agroécologique dans la mobilité du référent. D'une part, les acteurs du mouvement contribuent à disséminer le projet agroécologique. D'autre part, ils travaillent à préserver son caractère transformationnel, et de ce fait, limitent sa circulation. Les résultats amènent à voir l'articulation de mobilisations et d'actes politiques traditionnels à des pratiques quotidiennes et discrètes, dont la nature politique est moins explicite, voire débattue. En explorant les pratiques fines d'apprentissage et le choix des balises, la recherche souligne l'influence des modèles et des élites de la connaissance, mais surtout la complexité des processus par lesquels l'agroécologie est assemblée localement. Le second chapitre explore l'évolution des pratiques du mouvement agroécologique et analyse le rapport que les acteurs entretiennent avec les dimensions contradictoires de leurs pratiques. L'opérationnalisation de l'agroécologie étant confrontée aux contraintes des régimes au sein desquels elle se déploie, les acteurs font des compromis pouvant être interprétés comme une forme de dépolitisation ou d'affaiblissement des dimensions politiques de l'agroécologie. Toutefois, les résultats suggèrent que ces compromis et ajustements, ainsi que les débats qu'ils nourrissent, témoignent d'une réflexion sociopolitique nuancée et d'une certaine politisation de l'agroécologie. Le troisième chapitre porte sur la rencontre entre luttes agroécologiques et luttes municipalistes opérée à Madrid. Il éclaire une trajectoire de mise en relation de ces deux projets et fait l'analyse des arrangements institutionnels et collaboratifs par lesquels les propositions agroécologiques ont été opérationnalisées. Le chapitre suggère qu'il y a certes des gains et des avancées, mais que ceux-ci restent fragiles ou limités par le rapport entretenu avec les enjeux alimentaires et agricoles, avec les formes de nature valorisées par l'agroécologie et avec la collaboration entre l'administration municipale et la société civile. Ces constats invitent à penser l'inscription des expérimentations dans le quotidien afin de favoriser les apprentissages et un repositionnement continu des individus. Cette thèse contribue au développement des connaissances sur la transformation de l'action collective et de l'action publique en matière d'aménagement du territoire et de développement des milieux urbains, en offrant un regard sur l'agroécologie urbaine et sur son appropriation par les acteurs locaux. En démontrant que le projet agroécologique s'inscrit dans une politisation des pratiques d'agriculture urbaine et de distribution de proximité, et qu'il s'est construit et déployé à partir des expérimentations locales, la thèse souligne la portée d'initiatives citoyennes dans l'opérationnalisation de changements sociaux et environnementaux. Elle éclaire la mécanique de construction de nouvelles normes, valeurs et pratiques collectives et contribue à la réflexion sur les approches permettant de comprendre les processus de transformations démocratiques et urbaines. / Agroecology, a holistic and complex proposal that is both global and territorial, has emerged over the last few decades as a social referent to describe and bring together numerous initiatives committed to transforming food systems. It is based on ecological principles aimed at restoring the key functions of agroecosystems. It is also based on a series of normative principles underlining the need to rethink the social, economic, and political arrangements deemed responsible for the ecological and social crises today faced by our food systems and more broadly our societies. Numerous thinkers however describe agroecology as being at a crossroads. Faced with the proliferation of agroecological claims and its growing institutionalization, many are concerned that its socio-political dimensions are being diluted. To complement current research on the cooptation and depolitization of agroecology in rural areas and in relation to institutional environments at national and international levels, this thesis explores the dynamics at work in an urban context. It is based on a case study of Madrid, Spain, a context where a whole social movement mobilizes the framework of agroecology, and where agroecology has percolated into public policies. Combining over a hundred hours of participant and non-participant observation, 26 semi-structured interviews and documentary research, it explores four agroecological experiments (two urban gardens and two distribution initiatives) as well as the wider trajectory of agroecology in Madrid. It is structured around three chapters. The first chapter offers a portrait of the dynamics that shape the circulation of the agroecological framework in Madrid. It highlights the dual role played by the actors of the agroecological movement. On the one hand, they help to disseminate the agroecological project. On the other, they work on protecting its transformational character, and thus limit its circulation. This chapter provides an insight into the links between traditional political acts, and discrete everyday practices which political nature is less explicit or even debated. By exploring the fine-grained learning practices and the choice of guidelines, it highlights the influence of models and knowledge elites, but above all the complexity of the processes by which agroecology is assembled locally. The second chapter explores the evolution of the agroecological movement's practices, and the reflexive stance that actors hold regarding the contradictory dimensions of their practices. The operationalization of agroecology being confronted with the constraints of the dominant regimes within which it evolves, actors make compromises that could be interpreted as a form of depoliticization or weakening of the political dimensions of agroecology. However, this chapter suggests that these compromises and adjustments, as well as the debates they fuel, testify of a nuanced sociopolitical vision and, in certain way, of a politization of agroecology. The third chapter focuses on the encounter between agroecological and municipalist struggles in Madrid. By analyzing the institutional and collaborative arrangements through which agroecological proposals have been operationalized, this research sheds light on a trajectory of linkage between the two projects, but also on the fragility of gains and advances. These constraints are linked to how people relate to food and agriculture, to the forms of nature promoted by agroecology, and to collaborative approaches. They suggest a need to consider the way experiments are lived and embedded in everyday life in order to promote learning and subjectivation processes. This thesis contributes to the development of knowledge on the transformation of collective action and public action in land-use planning and urban development by offering a look at urban agroecology and its appropriation by local actors. By demonstrating that the agroecological project has fed into a politicization of urban agriculture and local distribution practices, and that it has been built and deployed from local experimentation, this thesis highlights the significance of citizen initiatives in operationalizing social and environmental changes. It sheds lights on the mechanics of how new collective norms, values and practices are constructed, and on how to understand and study the processes of democratic and urban transformation.

Les toits verts sont des écosystèmes d’une grande importance pour les milieux urbains. Cependant, le microbiome du sol est peu considéré dans l’aménagement de ces habitats, alors qu’il est pourtant à la base de nombreux services écosystémique, dont le cyclage des nutriments et la productivité primaire. Il est donc nécessaire de s’intéresser davantage à l’assemblage de ce microbiome, de manière à éventuellement mieux manipuler ces communautés pour favoriser le maintien des services écosystémiques. Nous avons donc échantillonné le sol 19 toits verts en plus de cinq grands parcs urbains afin d’étudier les communautés bactériennes, fongiques et mycorhiziennes de ces habitats. Contrairement à ce que prédisent les théories classiques en écologie, les communautés microbiennes des sols des toits verts sont abondantes et diversifiées même dans les toits les plus jeunes. De plus ces communautés ne sont pas dominées par des microorganismes reconnus comme étant tolérants au stress. Ainsi, les limites à la dispersion ne semblent pas affecter ces communautés microbiennes isolées. Une grande variation dans les structures des communautés est restée non expliquée, montrant peu d’évidences d’assemblages déterministes. Ce phénomène pourrait être dû à une plus grande importance de déterminants ou processus stochastiques. Nous avons aussi observé ce phénomène chez les champignons mycorhiziens avec une plus grande abondance des espèces fréquentes régionalement et globalement. Cela montre l’importance du pool régional d’espèces pour l’assemblage des communautés des toits verts. Les toits échantillonnés ont des microbiomes uniques aux parcs environnants, avec une faible abondance de certains groupes taxonomiques, comme les Thaumarchaeota (procaryotes nitrificateurs), les actinobactéries (saprotrophes), ou les Gigasporaceae (champignons mycorhiziens produisant un important réseau d’hyphes extraracinaires). Ces profils microbiens uniques pourraient induire des conséquences biogéochimiques importantes sur les processus écosystémiques du sol des toits verts. Les recherches futures devraient évaluer les liens entre la structure du microbiome et les fonctions écosystémiques rendus par les toits verts. / Green roofs are novel ecosystems of great importance for urban environments. However, green roof soil microbiome has received little attention, even though it supports numerous ecosystem services. It is therefore necessary to pay more attention to the green roof soil microbiome assembly and eventually better manipulate it to promote the maintenance of ecosystem services, as nutrient cycling and primary productivity. We sampled 19 green roofs in addition to five large urban parks to study the bacterial, fungal and mycorrhizal communities in these habitats. Contrary to what was expected under classic ecological theories, microbial communities were abundant and diverse, even on the youngest roofs. Moreover, green roofs soils were not dominated by microorganisms known to be particularly stress tolerant. Dispersal limitation did not appear to affect the green roof soil communities. High level of variation in community structure remained unexplained, showing little evidence of deterministic assembly. This phenomenom may be a sign of stochastic assembly in these habitats. It was partly observed for mycorrhizal fungi with greater abundance of regionally and globally frequent species. This suggests the importance of regional species pool for community assembly in green roofs. The sampled roofs showed unique microbiomes, with low abundance of some taxonomic groups, such as the Thaumarchaeota (nytrifying prokaryotes), Actinobacteria (sapotrophs), or Gigasporaceae (mycorrhizal fungi producing an important external hyphae network). This could have important biogeochemical consequences on green roofs. Much insight will be gained from future research looking at the links between microbiome composition and the ecosystem services provided by green roofs.

L’écologie nutritionnelle des populations de cervidés revêt une grande importance en contexte de population surabondante. L’intense pression d’herbivorie de certaines populations de cervidés nuît à la régénération de la flore endémique et entraîne une baisse de la biodiversité. On explique encore mal la sélection alimentaire chez ces herbivores, ce qui nuit d’une part à notre capacité de prédire d’éventuels changements dans les trajectoires floristiques, et d’autre part à notre capacité d’anticiper la réponse démographique de ces herbivores. Or, notre capacité à acquérir des connaissances sur l’écologie nutritionnelle des herbivores peut être limitée par les contraintes logistiques et méthodologiques nécessaires à l’évaluation de la qualité nutritionnelle dans un contexte d’étude écologique, de même que par un manque d’objectivité dans la définition de devises alimentaires appropriées pour l’animal d’étude. Les principaux objectifs de mon projet de doctorat sont donc de développer de nouvelles méthodologies dans l’étude des interactions entre un grand cervidé, le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) et son habitat, et d’implémenter ces nouveux outils dans le cadre d’études écologiques. J’ai effectué mes recherches à l’île d’Anticosti, qui est un laboratoire naturel bien adapté à l’étude des populations abondantes de cervidés. Le cerf de Virginie y a été introduit en l’absence de prédateurs naturels il y a plus de 100 ans, et cette population de cervidés est l’une des les plus denses au monde. La forte pression d’herbivorie a profondément changé la composition floristique sur l’île. Puisque l’industrie forestière et le tourisme issu de la chasse au cerf y sont les deux activités économique les plus importantes, l’étude des interactions cerf-forêt y est cruciale, tant sur le plan scientifique que pour le développement régional. Cette thèse se décline en 4 chapîtres centraux (i.e. chapitres 1,2, 3 et 4) écrits sous formes d’articles. Les deux premiers articles sont consacrés à l’élaboration de nouvelles méthodes facilitant le monitoring de la nutrition du cerf de Virginie à l’île d’Anticosti. Dans un premier temps (chapitre 1), j’utilise des modèles prédictifs utilisant la spectroscopie dans le proche infrarouge ainsi que certaines propriétés chimiques des fèces de cerf afin de prédire son régime alimentaire. Je compare ensuite (chapitre 2) différentes méthodes afin de prédire des variables alimentaires obtenues par des digestions In vitro de différents fourrages qui utilisent la liqueur ruminale de cerf. Les deux chapitres suivants sont intégrateurs et propose des implémentations de nouvelles méthodes dans le cadre d’études écologiques à l’échelle du paysage. Je propose dans le chapitre 3 un nouvel indice de qualité alimentaire qui utilise la spectroscopie dans le proche infra-rouge, les géostatistiques ainsi que des données d’inventaires floristiques afin d’estimer les patrons de qualité alimentaire à l’échelle du paysage. Finalement, dans le chapitre 4, je cherche à expliquer les patrons de régénération en sapin beaumier dans certains secteurs de l’île d’Anticosti en dépit des densités élevées de cerf de Virginie. Pour ce faire, je teste une hypothèse qui stipule que les conditions édaphiques des parcelles en régénération affectent négativement la qualité alimentaire des tissus foliaires.

Dans le contexte du changement global et de la perte de la biodiversité, la prise en compte de cette dernière dans la gestion forestière reste encore très générale. Les démarches ne sont pas encore opérationnelles alors que les gestionnaires ont besoin d'outils destinés directement à la planification. Ainsi, il est devenu urgent d'améliorer les approches d'évaluation et de suivi de la biodiversité et de développer un cadre conceptuel à partir des indicateurs biologiques qui puisse servir dans la prise des décisions. Ce travail se repose sur une approche associant l'enjeu de conservation d'une espèce sauvage patrimoniale dans un paysage de montagne à la maîtrise d'une gestion forestière qui détermine la qualité de son habitat. Dans le cadre concret de la gestion forestière d'un Parc Naturel Régional où les enjeux sont multiples (écologiques, économiques, touristiques), les acteurs concernés s'interrogent moins sur le " comment gérer " que sur le " où gérer " ; en d'autres termes, définir les périmètres de bonne qualité d'habitat afin d'optimiser la gestion et à l'échelle optimale. Notre travail est moins de procurer des outils aux gestionnaires que de poser les jalons scientifiques d'une approche holistique inspirée de l'écologie du paysage. Nous partons ainsi de l'hypothèse selon laquelle les variables environnementales ainsi que la structure du paysage influencent la présence d'une espèce indicatrice de la diversité biologique d'un milieu. Dans ce travail nous nous appuyons sur cette hypothèse pour développer une démarche spatialement explicite qui permettrait d'atteindre l'objectif de conservation dans le cadre d'un processus de gestion forestière adaptative, en étudiant le cas de la gélinotte des bois dans le Parc Naturel Régional de Grande Chartreuse. Ce modèle prédictif de l'occurrence de la gélinotte des bois en Chartreuse s'appuie sur des indicateurs environnementaux et paysagers aisément mesurables et spatialisables. Ceci permettra d'établir un diagnostic de la qualité de l'habitat, d'approfondir les connaissances sur les relations entre la structure du paysage et l'espèce à différentes échelles et de déterminer les secteurs d'habitat qui sont les plus appropriés à la gélinotte des bois en zone de montagne. La représentation spatiale de l'hétérogénéité à différentes échelles permet d'envisager de nombreuses applications dans les domaines de la conservation et de la gestion forestière multifonctionnelle. Nos résultats, relevant d'une approche spatialement explicite, valident l'hypothèse selon laquelle la qualité de l'habitat de la gélinotte peut être modélisée avec une précision acceptable uniquement à partir d'indices paysagers, s'ils sont calculés sur la bonne étendue. Ils constituent donc une avancée pour une aide à la gestion, puisqu'ils préfigurent d'un outil permettant la localisation de zones prioritaires sur lesquelles la conservation de la gélinotte peut être optimisée.

Les populations du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) sont en déclin sur l’ensemble de leur aire de répartition en Amérique du Nord. Il s’avère que la prédation, amplifiée par l’exploitation forestière, en est la principale cause. Ce projet consiste à mettre en place un outil d'aide à la décision, permettant de modéliser les changements du risque de prédation chez le caribou forestier durant la succession forestière, et ce, selon différents scénarios d'aménagement forestier simulés sur la Côte-Nord du Québec, Canada. Ces scénarios, simulés de 2000 à 2150, sont caractérisés par (i) des coupes limitées aux blocs de protection et de remplacement, (ii) des coupes étendues sur le paysage, et finalement (iii) par l'absence de coupe dès 2000. Un modèle basé sur l'individu (MBI) permet de modéliser les déplacements simultanés du caribou forestier, de l'orignal (Alces alces) et du loup gris (Canis lupus) afin d'évaluer le risque de prédation selon les scénarios. En général, le risque de prédation est plus important lorsque les coupes sont limitées aux blocs de protection et de remplacement. En effet, il semble que ces blocs augmentent les probabilités de rencontre entre les proies et leurs prédateurs. Toutefois, certains résultats ne reflètent pas la littérature, ce qui montre la nécessité d'améliorer le MBI. Certaines recommandations visent finalement à bonifier ce MBI pour permettre l'analyse de la viabilité à long terme du caribou forestier en fonction de différents scénarios d'aménagement forestier. / Populations of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) are declining throughout their range in North America. Natural predation, amplified by logging, has been identified as the main cause of decline. This project develops decision making tool in order to models changes in predation risk for the woodland caribou during forest succession for different harvest scenarios in Côte-Nord, Québec, Canada. These scenarios were explored for the years 2000 to 2150: (i) cuts limited to protection and replacement blocks, (ii) cuts allowed throughout the study area and (iii) no cuts from 2000 to 2150. An individual based model (IBM) was used to simulate the movements of woodland caribou, moose (Alces alces) and gray wolf (Canis lupus) in order to assess predation risk during forest succession. In general, predation risk was higher when cuts were confined to protection and replacement blocks. However not all results are consistent with conclusions from field-based studies, denoting the need to improve the IBM. Thus various recommendations are suggested to enhance the IBM in order to make this tool useful for long-term viability analysis of woodland caribou for different harvest scenarios.

Les milieux aquatiques en zone urbaine sont reconnus comme des îlots de biodiversité qui offrent de nombreux services écologiques. Dans cette étude, nous avons utilisé les macroinvertébrés comme bioindicateurs de la qualité écologique des étangs, petits lacs et marais de l’Île de Montréal. Les macroinvertébrés ont été récoltés durant l’été 2011 dans la zone littorale de 20 sites variant par leur urbanisation et leurs caractéristiques limnologiques. Nous avons évalué la variation dans la richesse en taxa, les indices de diversité et plusieurs métriques basées sur la composition taxonomique ou les traits fonctionnels. Nous avons déterminé la réponse des métriques aux changements dans l’urbanisation, l’aménagement et les conditions des plans d’eau. Notre étude montre que les étangs, marécages et petits lacs constituent des réserves importantes de biodiversité en zone urbaine. Les marécages naturels et les étangs et lacs permaments avaient une meilleure qualité écologique et supportaient des communautés de macroinvertébrés plus diverses et abondantes que les petits étangs temporaires aménagés. Le couvert de végétation aquatique, l’enrichissement en nutriments et en matière organique ainsi que la biomasse des algues expliquaient le plus de variation dans les macroinvertébrés. Les aménagements, la densité urbaine et la permanence de l’eau avaient aussi une bonne influence. Les métriques univariées avaient moins de potentiel que les métriques multivariées. Nous avons discuté les implications de notre étude pour le suivi environnemental de la biodiversité et la qualité écologique des milieux aquatiques en zone urbaine. / Aquatic ecosystems in urban landscapes are now recognized as good islets of biodiversity and valuable environments providing ecological services. However, more knowledge is needed to assess their ecological quality. Benthic macroinvertebrates are widely used as bioindicators, but rarely for urban ecosystems. In this study, we used macroinvertebrates to evaluate the ecological quality of urban ponds and lakes in the island of Montreal. We collected macroinvertebrates during summer 2011 in the littoral zone of 20 waterbodies varying in urban and limnological characteristics. We evaluated spatio-temporal variation in several diversity and biotic indices and multiple metrics based on taxonomic composition and functional traits. We investigated if macroinvertebrate metrics responded to variation in urban land-use, pond management and limnological conditions. Our study showed that small waterbodies, as ponds, lakes and marshes are important resources for sustaining aquatic biodiversity in urban landscapes. Natural wetlands and artifical permanent ponds had higher ecological quality and supported more diverse and abundant macroinvertebrates than artificial managed temporary ponds in municipal parks. Vegetation cover, nutrient and organic contents, and algal biomass were the most important factors explaining spatial variation in macroinvertebrate metrics. Pond management, urban density, and water permanence were also influencial factors. Univariate metrics had less potential than multivariable metrics to assess the responses of macroinvertebrates to environmental features. We discussed the implications of our study for management and quality assessment of urban ponds.