Nous traversons actuellement une crise de perte de la biodiversité sans précédant. La dégradation des sols et la perte d’habitat, la pollution, la surexploitation et les invasions biologiques contribuent à cette perte mondiale de biodiversité. Par ailleurs, le changement climatique et ses interactions avec les autres menaces, sont probablement l’un des défis majeurs des prochaines décennies pour la biodiversité. À l’heure actuelle, en raison de la multiplication des études et des approches employées, il est difficile d’avoir une vision synthétique des conséquences potentielles de ces changements sur la biodiversité. L’objectif principal de ce travail de thèse a été d’améliorer la caractérisation et la quantification des différents impacts des changements climatiques sur la biodiversité, à l’échelle mondiale par des approches de modélisations et de méta-analyses. Une première partie de mes travaux a ainsi porté sur les conséquences potentielles de la hausse du niveau des mers sur les hotspots insulaires, au cours de laquelle j’ai mis en évidence les conséquences majeures d’une telle hausse pour certains de ces hotspots. Je me suis ensuite intéressée à l’étude des effets conjugués des changements climatiques et des changements d’utilisation des sols sur les invasions biologiques à l’échelle mondiale. Cette partie a permis de mettre en évidence que les conséquences des changements climatiques et des changements d’utilisation des sols sur les espèces invasives dépendent de la région, du taxon et de l’espèce considérée. Ainsi, j’ai mis en évidence que certaines régions pourraient être moins favorables à la présence d’espèce invasives dans le futur. En outre, cette partie a également mis en évidence que les hotspots majoritairement composés d’îles étaient particulièrement favorables à la présence de ces espèces invasives. Finalement, dans une dernière partie, j’ai étudié les conséquences des menaces futures pour les hotspots de biodiversité dans une perspective de conservation. Cette partie a notamment permis d’établir des priorités de recherche et de conservation entre les hotspots de biodiversité en tenant compte des futures menaces qui pèsent sur la biodiversité à l’échelle des hotspots, mais également au sein même des hotspots de biodiversité. Cependant, la mise en œuvre de plans de gestion de sauvegarde d’habitats ou d’espèces ne pourra se faire qu’en intensifiant les collaborations avec l’ensemble des acteurs impliqués. Plus généralement, la mise en œuvre de stratégies d’atténuation et d’adaptation efficaces aux changements climatiques ne pourra pas avoir lieu sans un soutien du grand public. / Global biodiversity is changing at an unprecedented rate due to loss of habitat, biological invasions, pollution, overexploitation. Furthermore, climate changes and their synergies with other threats will probably become the main drivers of biodiversity loss in the next century. Nowadays, the multiplicity of approaches and the resulting variability in projections make it difficult to get a clear picture of the future of biodiversity due to climate change. Yet, the majority of models indicate alarming consequences for biodiversity, with the worst- case scenarios leading to an increase of extinction rates. The aim of this thesis was to improve the knowledge about of the different consequences of climate change on biodiversity worldwide. To do that I mainly used modelisation and meta-analyses approaches. The first part of my work was to investigate the consequences of sea level rise for the ten insular biodiversity hotspot and their endemic species, during which I highlighted that between 6 and 19% of the islands would be entirely submerged. Then I studied the effects of climate and land use changes on biological invasions worldwide. The results showed that invasives species response to climate and land use changes depend on region, taxa and species considered. We also emphasized that some regions could lose a significant number of invasive alien species. Besides, we also found that hotspot that are mainly islands or group of islands are highly suitable for invasive species. Finally, in the last part, I quantified the exposure of biodiversity hotspots to the combined effects of climate change, land use change and biological invasions. This work highlighted the pressing need to consider different drivers of global change in conservation planning. In addition, we established some prioritization framework among the hotspot. Finally, conservation strategies to protect habitat and species under global changes, can only be achieved through closed collaboration with park managers. Overall, implementation of effective adaptation strategies to climate change can only succeed with public support.

Depuis une quinzaine d'années, les savoirs naturalistes locaux (SNL) ont gagné une importance croissante dans le domaine de la conservation de la biodiversité. Dans le contexte brésilien, les SNL bénéficient d'une reconnaissance juridique et sont au cœur des enjeux de développement durable, en particulier dans les aires protégées d'Amazonie. Notre recherche s'intéresse aux savoirs et aux usages d'une population rurale (les Ribeirinhos) de la biodiversité agricole et forestière dans une aire protégée (la forêt nationale du Tapajós ou Flona Tapajós). Nous nous interrogeons sur la manière dont les SNL peuvent être pris en compte dans les projets locaux de développement durable et sur la façon dont s'articulent les normes locales et institutionnelles de gestion des milieux et des ressources sur ce territoire. Nous développons une approche interdisciplinaire en ethnobiologie et écologie, incluant notamment des inventaires ethnobotaniques en forêt. Cette recherche a permis de mettre en évidence la riche connaissance écologique des Ribeirinhos de leur environnement agricole et forestier. Celle-ci se reflète à plusieurs niveaux : i) dans la diversité des formations forestières distinguées, avec 21 types de forêts perçus et nommés en fonction d'une combinaison de critères, ii) dans la perception détaillée des processus de régénération forestière de la jachère à la forêt primaire, iii) dans la perception des stratégies de croissance des végétaux et de leur rapport au milieu abiotique, iv) dans la grande diversité de végétaux reconnus et nommés par les villageois (439 morphotypes dont la majorité (77%) est issue des forêts de terre ferme). Outre la distinction primordiale opérée entre les plantes sauvages et les plantes domestiques (mato/plantas), les Ribeirinhos distinguent 9 catégories de ressources, en fonction principalement de critères morphologiques. Les relevés ethnobotaniques réalisés en forêt montrent que les forêts secondaires post agricoles sont les formations forestières de plus grande Valeur d'usage. De plus, une grande partie de la diversité forestière a une utilité pour la population locale (86% des 140 espèces recensées dans les parcelles forestières et entre 87% et 95 % des individus de DHP≥5 cm selon le type de forêt considérée). Toutefois, dans le quotidien, les espèces cultivées (jardins et abattis) sont plus utilisées que les espèces forestières. Nous avons mesuré des différences écologiques entre les 3 principales catégories locales de forêts de terre ferme. Nous discutons les limites de la superposition de ces catégories avec les catégories écologiques. En conclusion, nous synthétisons et discutons les principaux résultats de cette étude en montrant les limites de la méthodologie utilisée, et ouvrons des perspectives concernant l'intégration des SNL dans les projets de développement durable dans cette Flona.

L'anthropisation croissante des territoires a conduit à la transformation profonde des écosystèmes et à une perte massive, rapide et irréversible de la biodiversité. La réglementation nationale française impose aujourd'hui aux aménageurs du territoire d'évaluer, a priori et a posteriori, les impacts environnementaux de leurs projets de construction (ex : infrastructures routières) et notamment les impacts sur la biodiversité. Cette réglementation impose également de proposer des mesures d'évitement, de réduction, et de compensation, lorsqu'il existe des impacts résiduels, par la création ou la restauration de la biodiversité dégradée. En l'absence d'outils performants à disposition des gestionnaires, les échecs de la prédiction des impacts et de l'évaluation de l'efficacité des mesures conservatoires sont nombreux. L'objectif général de cette thèse est de proposer une nouvelle approche méthodologique pour (i) caractériser les processus et les paramètres abiotiques impactant la diversité végétale des communautés, (ii) analyser l'efficacité d'un projet de création et (iii) proposer, à la lecture de ces résultats, des nouvelles mesures de valorisation de la biodiversité végétale du site d'étude. Le site étudié est un aménagement paysager autoroutier, au sein duquel des semis et des plantations ont été réalisées par le constructeur, deux ans avant le début de notre étude. Nous avons restreint l'étude mécaniste du compartiment abiotique à celle du fonctionnement hydrologique (modélisé à l'aide d'HYDRUS-1D). [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

L'anthropisation croissante des territoires a conduit à la transformation profonde des écosystèmes et à une perte massive, rapide et irréversible de la biodiversité. La réglementation nationale française impose aujourd'hui aux aménageurs du territoire d'évaluer, a priori et a posteriori, les impacts environnementaux de leurs projets de construction (ex : infrastructures routières) et notamment les impacts sur la biodiversité. Cette réglementation impose également de proposer des mesures d'évitement, de réduction, et de compensation, lorsqu'il existe des impacts résiduels, par la création ou la restauration de la biodiversité dégradée. En l'absence d'outils performants à disposition des gestionnaires, les échecs de la prédiction des impacts et de l'évaluation de l'efficacité des mesures conservatoires sont nombreux. L'objectif général de cette thèse est de proposer une nouvelle approche méthodologique pour (i) caractériser les processus et les paramètres abiotiques impactant la diversité végétale des communautés, (ii) analyser l'efficacité d'un projet de création et (iii) proposer, à la lecture de ces résultats, des nouvelles mesures de valorisation de la biodiversité végétale du site d'étude. Le site étudié est un aménagement paysager autoroutier, au sein duquel des semis et des plantations ont été réalisées par le constructeur, deux ans avant le début de notre étude. Nous avons restreint l'étude mécaniste du compartiment abiotique à celle du fonctionnement hydrologique (modélisé à l'aide d'HYDRUS-1D). [...] Suite et fin du résumé dans la thèse. / Human activities are responsible for high modifications in ecosystems functioning. It is recognized that these impacts cause definitive and high losses rate of biodiversity in every components of wildlife. Due to regulation, construction companies are bound to evaluate environmental impacts of the infrastructure construction projects (eg: roads), and more particularly, impacts on biodiversity. Companies are also bound to propose measures to avoid, reduce or mitigate residuals impacts by the creation or restoration planning of biodiversity. Unfortunately, there are not existing tools and methods clearly defined by regulation for such plans. Most of the time, predictions and environmental evaluations fail in measuring the impacts on biodiversity and efficiency of conservation planning. The research program that we conducted aimed at (i) proposing a new methodological approach in order to characterise processes and abiotic parameters which impact biodiversity of plant communities, (ii) analysing conservatory plans efficiency and (iii) proposing measures for biodiversity valuation in our study case. Our study was realised in a landscaping project zone along the A19 highway, Loiret, France. Seedling and planting were done two years before our study began. Only hydrological processes were studied based on mechanistic modelling using Hydrus-1D software. Last and final summary in the thesis.

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.