Plusieurs contraintes peuvent entraver le suivi à large échelle nécessaire à l’évaluation et à la mise en place de mesures pour atténuer la perte de biodiversité, notamment en milieu nordique. L’utilisation d’espèces indicatrices d’assemblages est une méthode qui permet de simplifier le suivi de la biodiversité à partir d’un nombre limité d’espèces. Malgré des études prometteuses à fines échelles, l’efficacité d’une telle pratique sur de vastes étendues spatiales demeure incertaine. À l’aide de 22 041 points d’écoutes provenant d’atlas d’oiseaux nicheurs, nous avons évalué l’efficacité des espèces indicatrices d’oiseaux à prédire de manière cohérente la richesse spécifique malgré les variations climatiques observées sur 1,75 M km2de forêt boréale. Afin de tester l’effet des conditions climatiques sur les assemblages d’espèces, nous avons séparé notre zone d’étude en huit régions climatiques relativement similaires. À l’aide d’analyses par modèle nul sur la co-occurrence des espèces, nous avons identifié le nombre minimal d’espèces indicatrices nécessaires pour prévoir 70 % de la variation de richesse spécifique dans chacune des régions climatiques. Bien que nous ayons réussi à identifier un nombre restreint d’espèces indicatrices par région climatique, nous avons également montré que les espèces indicatrices variaient largement entre les régions. Les espèces qui conservaient leur capacité à être indicatrices dans plusieurs régions climatiques étaient également représentatives d’assemblages d’espèces différentes. Cette étude montre que les espèces identifiées comme indicatrices pourraient ne plus indiquer le même assemblage d’espèces dans un avenir proche. L'utilisation d’indicateurs à large échelle s'accompagne donc du défi de devoir déterminer sous quelles nouvelles conditions un ensemble d'indicateurs doit être remplacé, puis d’identifier le nouvel ensemble approprié. / Many constraints can impede the broad-scale monitoring needed to assess and mitigate human-induced loss of biodiversity. The use of indicator species of species assemblage can simplify the monitoring of biodiversity based on a limited number of species. Despite promising fine-scale studies, it remains unclear whether indicator species remain effective over broad spatial extents. Using 22,041 point-counts coming from breeding bird atlases, we assessed the value of indicator species to consistently predict bird species richness despite variation in climate conditions observed over 1.75 M km2 of boreal forest. To test for the effect of climate conditions on species assemblages, we partitioned our study area into eight relatively similar climatic regions. Using null model analyses of species co-occurrence, we identified the minimum number of indicator species required to predict 70% of the variation in species richness in each of the climatic regions. Although we were able to identify a small number of indicator species in each climatic region, we observed that the identity of indicator species varied strongly among regions. When species remained an indicator in several climatic regions, they were representative of different species assemblages. This study shows that species currently identified as indicators may no longer indicate the same species assemblage in a near future. Broad-scale use of indicators thus comes with the challenge of having to determine under which new conditions a given set of indicators must be replaced by another, and by which one.

Les peuplements mixtes (formés à la fois de feuillus et de conifères) font partie de la dynamique naturelle de la forêt boréale québécoise. Toutefois, les pratiques forestières au Québec ont eu comme conséquences de séparer les essences incluses dans ces peuplements. Hors, de récentes études suggèrent que la gestion forestière des peuplements mixtes pourrait procurer des avantages tant économiques, qu'écologiques. Cependant, nous connaissons encore mal la dynamique naturelle menant à la formation de peuplements mixtes d'essences pionnières telles que le peuplier et le pin gris et encore moins les conséquences qu'une telle mixité peut avoir sur les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol. Cette thèse de doctorat a, comme principal objectif, de mieux comprendre les causes et les conséquences souterraines de la mixité forestière entre le peuplier faux-tremble et le pin gris dans la forêt boréale abitibienne. En premier lieu j'évalue l'hypothèse que la fertilité du matériau parental détermine l'occurrence des peuplements mixtes de peuplier et de pin gris. Un recensement des peuplements mixtes dans le nord-ouest de l'Abitibi ainsi qu'une expérience contrôlant la fertilité du sol ont permis de confirmer cette hypothèse. En ce sens, les peuplements mixtes de peuplier et de pin gris sont exclusifs aux dépôts argileux plus riches que les dépôts sableux tels le till. En second lieu, j'évalue les conséquences de la mixité forestière sur les propriétés édaphiques, notamment, la composition et la stabilité des communautés microbiennes du sol. Ainsi, je suppose que la plus grande diversité végétale des peuplements mixtes favorise la stabilité de la biomasse des communautés microbiennes qui y sont associées. J'ai donc mesuré trois indices de stabilité de la biomasse microbienne soient : la résistance, la résilience et la tolérance. Mes résultats indiquent dans un premier temps que les communautés microbiennes des peuplements mixtes sont plus résistantes que celles des peuplements purs et, dans un deuxième temps, que la tolérance des communautés microbiennes des peuplements mixtes est assurée dans une plus grande diversité de conditions par opposition aux communautés microbiennes provenant des peuplements purs. Quant à la résilience, cet indice était plus fortement déterminé par la fertilité du matériau parental que par la composition végétale. En troisième et dernier lieu, j'explore les conséquences souterraines de frontières abruptes entre les peuplements purs de peuplier et de pin gris. Même si dans de tels cas, il n'y a pas de mixité forestière, je présente des évidences que de tels écotones constituent des écosystèmes uniques en ce qui a trait à leurs propriétés souterraines et que le peuplier, par la dispersion de sa litière, possède une plus forte influence que le pin gris sur ces propriétés, notamment, la composition des communautés microbiennes. Les résultats et les conclusions découlant de ce projet de doctorat permettront, dans un premier temps de mieux comprendre la dynamique naturelle de la forêt boréale, et dans un second temps, de comprendre les conséquences souterraines de l'hétérogénéité du paysage de la forêt boréale. Finalement, ces résultats pourraient justifier le développement de pratiques sylvicoles préservant la diversité du paysage forestier québécois.

En France, l'éducation à la biodiversité est devenue une priorité au regard de la dégradation de la diversité biologique. À l'école primaire, elle est rattachée à la fois aux disciplines scientifiques et au développement durable. Les apprentissages attendus suivent essentiellement deux dimensions : les savoirs bioécologiques et les comportements escomptés reliés à ces savoirs. Cependant, de nombreuses recherches font apparaître l'importance de la dimension affective dans ces apprentissages notamment au regard du rapport émotionnel entretenu avec les objets d'étude. Dans ce contexte, cette thèse explore les dimensions cognitive, affective et comportementale des apprentissages en éducation à la biodiversité. Le champ de recherche est restreint à l'étude d'arthropodes à l'école primaire. Quels sont les apprentissages d'élèves du primaire en éducation à la biodiversité dans le cas de l'étude d'arthropodes, selon la description, l'analyse et l'articulation de trois dimensions : savoir, affectivité et comportements ? Pour répondre à cette question, le cadre conceptuel s'appuie sur l'analyse des savoirs, sur le modèle de la maturité affective vis-à-vis des objets étudiés et sur l'opérationnalisation des comportements par les prises de position et intentions d'agir. Quatre objectifs sont poursuivis pour répondre à cette question : a) décrire et analyser chacune des trois dimensions, b) dégager les corrélations éventuelles entre les trois dimensions, c) identifier des profils particuliers d'apprenants, d) vérifier les effets d'une étude des arthropodes sur les apprentissages selon ces trois dimensions. La méthodologie utilisée suit deux perspectives : quantitative par une analyse multivariée des réponses à un questionnaire et qualitative par une analyse de réponses à la suite d'entretiens semi-dirigés. Les résultats obtenus ont permis de clarifier les trois dimensions considérées et d'éclairer leur articulation. La mesure et l'analyse de chaque dimension ont montré des différences significatives en fonction du type d'enseignement reçu en classe. Entre les dimensions analysées il existe des corrélations remarquables entre les savoirs, la maturité affective et les comportements. Des profils particuliers d'apprenants interreliant savoirs et affectivité ont pu être identifiés, ainsi que des profils généraux impliquant les trois dimensions. Nous avons pu constater l'importance de la relation affective avec les objets d'apprentissage qui, loin de perturber l'appropriation des savoirs aurait au contraire tendance à les renforcer tout en contribuant à construire des comportements citoyens et responsables.

Thèse numérisée 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.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Sous les latitudes tempérées, les aires de distribution respectives des espèces d’insectes sont généralement conditionnées par les températures hivernales au travers de seuils minimaux de tolérance pour la survie et le développement. Ainsi, le déplacement des aires de répartition est un des effets les plus notables du réchauffement climatique sur les espèces sensibles au froid. Cependant, les conséquences de la colonisation de nouveaux milieux par les espèces en expansion, notamment sur les interactions interspécifiques restent largement inexplorées. La processionnaire du pin est un ravageur d’origine méditerranéenne, dont l’aire de répartition s’est considérablement étendue vers le nord et en altitude ces deux dernières décennies. Cette expansion est liée à la hausse des températures hivernales qui permet une meilleure survie des colonies se développant durant cette période. Notre étude s’est développée autour de deux axes de recherches : (1) la réponse des ennemis naturels à l’expansion de leur hôte ; (2) l’impact de la colonisation sur une espèce protégée inféodée à la même ressource alimentaire, l’Isabelle de France. Nos résultats ont montré que dans les zones nouvellement colonisées, la processionnaire du pin est libérée de la pression de ses parasitoïdes oophages. Ainsi, au niveau du front d’expansion, une femelle de processionnaire du pin produira plus de descendants que dans le coeur de son aire de répartition. De plus, la défoliation par la processionnaire du pin a un effet négatif sur le développement des chenilles d’Isabelle de France. Nos résultats contribuent à comprendre les causes de l’expansion de ce ravageur forestier et ses conséquences sur les espèces autochtones des zones nouvellement colonisées. / Under temperate latitudes, low temperature is usually a key factor constraining the distribution of insects species through minimal thresholds required for survival and development. Thus, range shift is one of the striking effects of global warming observed in a number of cold- sensitive species. However, the consequences of such range shifts on inter-specific interactions are largely unexplored. The winterdeveloping pine processionary moth originated from the Mediterranean Basin but expanded considerably its range distribution towards higher latitudes and altitudes over the last two decades. This range expansion is clearly associated with better winter survival and enhanced feeding activity related to climate warming. Two research topics were developed in our study : (1) the response of natural enemies to an expanding host ; (2) the impact of the colonisation of new areas on an endangered moth species exploiting the same host tree, the Spanish moon moth. Our results show that in newly- colonized areas, pine processionary moth is released from its egg-parasitoids. Thus, near the expansion front, a female pine processionary moth will have more offspring than in the core of its distribution range. Moreover, previous tree defoliation by the pine processionary moth has a negative effect on the development of Spanish moon moth larvae. Our results contribute to understand the causes of the expansion of this forest pest and its consequences on species previously inhabiting the newly- colonized areas.

En France, l'éducation à la biodiversité est devenue une priorité au regard de la dégradation de la diversité biologique. À l'école primaire, elle est rattachée à la fois aux disciplines scientifiques et au développement durable. Les apprentissages attendus suivent essentiellement deux dimensions : les savoirs bio-écologiques et les comportements escomptés reliés à ces savoirs. Cependant, de nombreuses recherches font apparaître l'importance de la dimension affective dans ces apprentissages notamment au regard du rapport émotionnel entretenu avec les objets d'étude. Dans ce contexte, cette thèse explore les dimensions cognitive, affective et comportementale des apprentissages en éducation à la biodiversité. Le champ de recherche est restreint à l'étude d'arthropodes à l'école primaire. Comment la description et l'analyse de trois dimensions : savoir, affectivité et comportements permettent-elles de comprendre la construction des apprentissages en éducation à la biodiversité dans le cas de l'étude d'arthropodes à l'école primaire ? Pour répondre à cette question, le cadre conceptuel s'appuie sur l'analyse des savoirs, sur le modèle de la maturité affective vis-à-vis des objets étudiés et sur l'opérationalisation des comportements par les prises de position et intentions d'agir. Quatre objectifs sont poursuivis pour répondre à cette question : décrire et analyser chacune des trois dimensions, dégager les corrélations éventuelles entre les trois dimensions, identifier des profils particuliers d'apprenants, vérifier les effets d'une étude des arthropodes sur les apprentissages selon ces trois dimensions. La méthodologie utilisée suit deux perspectives : quantitative par une analyse multivariée des réponses à un questionnaire et qualitative par une analyse de réponses à la suite d'entretiens semi-dirigés. Les résultats obtenus ont permis de clarifier les trois dimensions considérées et d'éclairer leur articulation. La mesure et l'analyse de chaque dimension ont montré des différences significatives en fonction du type d'enseignement reçu en classe. Entre les dimensions analysées il existe des corrélations remarquables entre les savoirs, la maturité affective et les comportements. Des profils particuliers d'apprenants inter-reliant savoirs et affectivité ont pu être identifiés, ainsi que des profils généraux impliquant les trois dimensions. Nous avons pu constater l'importance de la relation affective avec les objets d'apprentissage qui, loin de perturber l'appropriation des savoirs aurait au contraire tendance à les renforcer tout en contribuant à construire des comportements citoyens et responsables. / In France, biodiversity education appears as a priority linked with the degradation of biodiversity. The biodiversity education in primary school is attached to both the scientific topics and sustainable development. The expected learning follows two basic dimensions: bio-ecological knowledges and behaviors related to the expected knowledges. However, numerous studies show the significance of affective dimension in learning, especially regarding the emotional relationship with the objects of study. In this context, this thesis explores the cognitive, affective and behavioral learning in biodiversity education. The search field is restricted to the study of arthropods in primary school. How the description and analysis of three dimensions: knowledge, emotions and behaviors allow to understand construction of learning in biodiversity education in the case of the study of arthropods in elementary school? To answer this question, conceptual framework is based on the analysis of knowledges, on the model of emotional maturity with the studied objects and the operationalization of behavior by positions and intentions to act. Four aims are proceeded to answer this issue: describe and analyze each of the three dimensions in the context of the study of arthropods in classroom, identify possible correlations between these three dimensions, identify specific patterns of learners and verify the effects of a study of arthropods on learning, according to these three dimensions. The methodology follows two perspectives: a quantitative multivariate analysis of survey responses and a qualitative analysis of answers during semi-structured interviews. The results of this study have clarified the three-dimensional knowledge, emotions and behaviors and highlighted the interplay between their relations. The measurement and analysis of each dimension pointed significant differences depending on the type of instruction received in classroom. There are significant correlations between scientific knowledge, emotional maturity and behavior according to the type of education. Specific profiles of learners linking knowledges and emotions have been identified, as well as general patterns involving the three dimensions. We noted the importance of emotional relationship with the learning objects that, instead of disrupting the knowledge, would rather tend to strengthen them while contributing to build citizenship and responsible behavior.

Depuis plus de 40 ans, les mobilisations autour d’enjeux environnementaux interrogent les relations que l’homme entretient avec la nature. Mais toutes les questions d’environnement ne retiennent pas l’attention des pouvoirs publics et du public. Fondée sur une approche constructiviste de sociologie des problèmes publics et de sociologie cognitive, la thèse permet de comprendre, à partir de l’exemple de la conservation des bois morts, comment cette question a été instituée en problème public – sous l’impulsion de scientifiques et de responsables d’associations environnementales – et inscrite à l’agenda des politiques environnementales. Si la dimension sectorielle de ce type de problème a rendu difficile sa médiatisation, la thèse montre aussi qu’il a bénéficié de l’alignement du cadre interprétatif sur des catégories de problèmes publics déjà identifiés comme celui de la biodiversité. La thèse interroge également la production normative inhérente à la publicisation de cette question ainsi que les conditions d’élaboration de solutions. Si la production de normes censées résoudre ces problèmes est de plus en plus décentralisée et négociée, ce travail de normalisation montre ses limites en termes d’asymétrie de pouvoir, de légitimité sociale accordée aux différents acteurs de la négociation et de l’hétérogénéité des référentiels qui reposent parfois sur des compromis minimalistes et fonctionnels. Malgré cette absence de cadres interprétatifs et de référentiels normatifs stabilisés, les forestiers de terrain, enquêtés dans les Landes de Gascogne et la forêt de Rambouillet, se montrent de plus en plus réceptifs à la question de la biodiversité associée aux bois morts mais aussi à l’utilisation de cette biomasse comme source d’énergie renouvelable. Notre approche de sociologie cognitive, et en particulier de la pensée technique, montre que cette mise en concurrence et ce recadrage autour de problèmes publics environnementaux présentés comme d’égale importance interrogent à nouveau les forestiers sur leur façon de concilier éthique environnementale et économie dans le cadre de leur gestion forestière. / For more than 40 years, mobilizations around environmental issues try to engage the public and the public authorities about the relationship between human beings and nature. But all environmental issues do not become the focus of public attention or public authorities. Based on the sociology of social problems and knowledge sociology, the thesis shows how the question of dead wood conservation was instituted as a public problem by scientists and managers of environmental associations and how it was put on the agenda of environmental policies. If the professional dimension of this type of problem has complicated its media coverage, the thesis shows that this issue benefited from the alignment of its interpretative framework with some public debates which were already identified such as biodiversity issues. The thesis also queries the normative production inherent to the publicization of this issue and the conditions for the development of solutions. If the production of standards that ought to solve these problems is more and more decentralized and negotiated, this standardization shows its limits in terms of asymmetry of power, social legitimacy given to the different actors of the negotiation and the heterogeneity of the standards systems that are sometimes based on functional and minimalist compromises. Despite this absence of interpretative frameworks and stabilized normative references, foresters, in the Landes of Gascony and the forest of Rambouillet, were more and more receptive to the biodiversity issues associated with dead wood, but also to the use of this biomass as a renewable energy source. Our approach of cognitive sociology shows that this competition between these two public environmental problems is of equal importance for foresters who are dubious about the way to reconcile environmental ethics and economics in the framework of their forest management.

Les espèces du groupe Piptadenia sont des légumineuses endémiques du Brésil, dont la plupart sont des arbres capables de se développer sur des sols peu fertiles faisant d'eux de bons candidats pour le reboisement des terres dégradées. Les Piptadenia établissent une symbiose à la fois avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) et des rhizobiums. Ces espèces sont proches du genre Mimosa, connu pour son affinité pour les symbiotes du genre Burkholderia. Dans ce travail de thèse nous décrivons la biodiversité des symbiotes rhizobiums associés au groupe Piptadenia, et élargissons l'affinité des Burkholderia à ce groupe de légumineuses. Les études phylogénétiques sur des marqueurs neutres et symbiotiques montrent une origine stable et ancienne de la symbiose Burkholderia/Mimoseae. Les études de spécificité d'association entre espèces de Burkholderia et espèces de Piptadenia montrent que cette dernière est lâche, les patterns d'association étant davantage liées aux sites prospectés au Brésil plutôt qu'à une sélection par l'hôte. Dans un second temps, nous avons étudié l'association tripartite entre plusieurs génotypes de Burkholderia, un CMA (Glomus clarum), et l'espèce Piptadenia gonoacantha, décrite dans la littérature comme formant une nodulation mycorhize-dépendante. Nos travaux montrent que la nodulation n'est pas CMA-dépendante, mais par contre l'efficience symbiotique des nodules dépend de la mycorhization pour certains génotypes de Burkholderia. Nous décrivons également des interactions entre symbiose rhizobienne et mycorhizienne au sein des nodules (présence du CMA dans les nodules avec sporulation dans certaines combinaisons de symbiotes). Ces travaux soulèvent la nécessité de prendre en compte les interactions génotype-génotype entre symbiotes rhizobiens et mycorhiziens lors de la sélection des inoculums dans le cadre des programmes de revégétalisation au Brésil par des arbres du groupe Piptadenia. / The Piptadenia group comprise endemic species from Brazil of which many are trees able to develop on poorly fertile soils and are good candidates for revegetation programs. Piptadenia species establish symbioses with both arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and rhizobia. These species are phylogenetically close to the Mimosa genus, known for its affinity for Burkholderia rhizobial symbionts. In this thesis we describe the biodiversity of rhizobial symbionts associated to the Piptadenia group, and enlarge the affinity towards Burkholderia to this group of legumes. Phylogenetic studies on neutral and symbiotic markers show a stable and ancient symbiosis Burkholderia/Mimoseae. Specificity studies between Burkholderia and Piptadenia group species show that specificity is not strong, and that patterns of associations between partners are isolation site dependent rather than linked to the host legume. In the second part of this thesis we have studied the tripartite association between several Burkholderia genotypes, an AMF (Glomus clarum), and Piptadenia gonoacantha (Pg), a legume species described as making an AMF-dependent nodulation (Jesus et al., 2005). Our experiments show that nodulation in Pg is not AMF-dependent, but that symbiotic efficiency of nodules rely on AMF presence for specific Burkholderia genotypes. We also describe interactions between rhizobial and mycorrhizal symbiosis (AMF presence in nodules, with sporulation in several symbionts combinations). Our work underlines the necessity to consider genotype-genotype interactions between rhizobial and AMF symbionts for the selection of synergistic inoculums in revegetation programs using Piptadenia group species in Brazil.