Dans le contexte des changements climatiques et du développement anthropique, les populations sauvages sont soumises à une pression de plus en plus forte, compromettant leur maintien ou leur rétablissement. Le devenir de nombreuses populations est aujourd'hui incertain. La mise en place de stratégies de gestion efficaces de ces populations nécessite une connaissance fiable des paramètres démographiques, de leur contribution aux changements du taux de croissance, et de leurs facteurs. Dans le Nord, la majorité des troupeaux de caribous et de rennes sont en déclin. Les troupeaux de caribous migrateurs Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG), dans le nord du Québec et au Labrador ne font pas exception. Leur déclin drastique ces 30 dernières années met en péril le fonctionnement des écosystèmes nordiques, la sécurité alimentaire des communautés autochtones ainsi que la transmission de leur culture. Dans la première section de ma thèse, je me suis intéressée à la survie des femelles adultes et des juvéniles en cherchant à produire des estimés fiables de ces paramètres et à identifier les facteurs environnementaux impliqués. Ces données sont par la suite exploitées dans la deuxième section de ma thèse pour la reconstitution de la dynamique de population passée des troupeaux. J'ai également tenté de prédire la capacité de rétablissement des troupeaux sous différents scénarios pessimiste, réaliste et optimiste des fluctuations des paramètres démographiques combinés à plusieurs simulations de prélèvements par la chasse. Mes travaux suggèrent que le déclin du TRAF serait contemporain à celui du TRG au début des années 1990. Les survies des femelles adultes et des faons étaient les principaux déterminants des changements dans le taux de croissance des troupeaux. La survie annuelle des femelles adultes était très stable pour le TRAF alors qu'elle était hautement variable pour le TRG, ce qui expliquerait le déclin plus rapide de ce dernier. Chez les deux troupeaux, les survies annuelles et saisonnières des femelles adultes étaient affectées par les conditions environnementales associées à la disponibilité des ressources et des conditions météorologiques au cours des saisons biologiques. Les résultats confirmaient des effets immédiats, reportés, directs et indirects des conditions environnementales saisonnières sur la survie des femelles adultes. Les conditions favorisant une augmentation des coûts de déplacement ou une réduction de l'accès aux ressources diminuaient la probabilité de survie. La survie des faons jusqu'au recrutement était très variable ce qui expliquait sa forte contribution aux changements dans le taux de croissance. La survie des faons avant sevrage semblait plus stable d'une année à l'autre et était principalement déterminée par la date de naissance et les précipitations moyennes journalières rencontrées au cours de la saison de mise bas. Mes résultats suggèrent enfin qu'un rétablissement des troupeaux serait possible sous réserve d'une amélioration de la survie de toutes les classes d'âge et du taux de gestation. Des prélèvements élevés pourraient aussi limiter le potentiel de reprise de croissance des troupeaux même avec des taux démographiques élevés. Les différences observées entre les troupeaux concernant les facteurs de la survie et la contribution des paramètres démographiques au déclin soulignent le besoin d'une gestion séparée des troupeaux. Mes travaux sont parmi les premiers à présenter les variations saisonnières de la survie des femelles adultes chez le caribou. Pour les deux troupeaux migrateurs, ils fournissent les premiers estimés de la survie juvénile annuelle et de ses variations intra-annuelles. Ma thèse offre aussi une compréhension plus fine de la dynamique de population passée. Elle propose des approches technologiques et de modélisation modernes permettant d'améliorer notre analyse des paramètres démographiques et de la dynamique de population, adaptables à d'autres espèces. Les approches intégrées flexibles et évolutives soutiennent le développement d'une gestion dynamique et adaptative indispensable dans le contexte des changements climatiques et du développement anthropique. / In the context of climate change and anthropogenic development, wild populations are under increasing pressure, compromising their maintenance or recovery. The future of many populations is now uncertain. The implementation of effective management strategies for these populations requires a reliable knowledge of demographic parameters, their contribution to changes in the growth rate, and their drivers. In the North, most caribou and reindeer populations are in decline. The Rivière-aux-Feuilles (RAF) and Rivière-George (RG) migratory caribou herds in northern Québec and Labrador are no exception. Their drastic decline over the last 30 years is jeopardizing the functioning of northern ecosystems, the food security of indigenous communities and the transmission of their culture. In the first section of my thesis, I focused on the survival of adult females and juveniles, trying to produce reliable estimates of these parameters and to identify their environmental factors. These data are then used in the second section of my thesis to reconstruct the past population dynamics of the herds. I also attempted to predict the recovery capacity of the herds under different pessimistic, realistic and optimistic scenarios of fluctuations in demographic parameters combined with several simulations of harvest rates. My work suggests that the decline of the RAF was contemporaneous with the decline of the RG in the early 1990s. Survival of adult females and calves were the primary determinants of changes in herd growth rates. Annual survival of adult females was very stable for the RAF while it was highly variable for the RG, which would explain the more rapid decline of the latter. In both herds, annual and seasonal survival of adult females was affected by environmental conditions associated with resource availability and weather conditions during the biological seasons. Results confirmed immediate, delayed, direct and indirect effects of seasonal environmental conditions on adult female survival. Conditions that increased travel costs or reduced access to resources decreased the probability of survival. Calf survival to recruitment was highly variable and thus contributed strongly to changes in the growth rate. Pre-weaning calf survival appeared to be more stable between years and was primarily determined by the birth date and average daily precipitations during the calving season. Finally, my results suggest that herd recovery may be possible provided that survival of all age classes and pregnancy rates improve. High harvest rates may also limit the potential for herds to recover even under high demographic rates. The differences between herds in survival factors and the contribution of demographic parameters to decline highlight the need for separate herd management. My work is among the first to assess seasonal variations in survival of adult females in caribou. For both migratory herds, it provides the first estimates of annual juvenile survival and its intra-annual variations. My thesis also provides a more detailed understanding of past population dynamics. It proposes modern technological and modeling approaches to improve our analysis of demographic parameters and population dynamics, adaptable to other species. Flexible and evolutionary integrated approaches support the development of dynamic and adaptive management essential in the context of climate change and anthropogenic development.

Ce projet visait à déterminer comment les réponses fonctionnelles dans la sélection de l’habitat influencent la survie des caribous forestiers adultes (Rangifer tarandus). Une réponse fonctionnelle apparaît lorsque la sélection pour un milieu varie en fonction de sa disponibilité ou celle d’un autre milieu. La sélection de l’habitat a été modélisée pour 83 caribous, dont 20 qui sont morts durant le suivi. Une forte probabilité de présence à proximité des coupes était associée à un fort risque de mortalité, particulièrement si cette probabilité augmentait fortement avec l’abondance des coupes. Aussi, tous les caribous, qu’ils soient morts ou qu’ils aient survécus, évitaient les peuplements mixtes, et cet évitement était particulièrement fort pour les individus dont le domaine vital incluait une forte proportion de coupes. Ainsi, les réponses fonctionnelles ne mettent pas nécessairement en évidence des comportements adaptatifs et peuvent refléter des décisions compromettant la survie. / The goal of this study was to determine the link between functional responses in habitat selection and adult survival in forest-dwelling woodland caribou (Rangifer tarandus). A functional response occurs when the selection for a cover type varies as a function of its availability or the availability of another cover type. Habitat selection was modeled for 83 caribou, of which 20 died during the monitoring period. A strong probability of occurrence in proximity to cutovers was associated with a high mortality risk, especially if the probability increased with the abundance of cuts. In addition, caribou avoided mixed stands, and this avoidance was especially strong for individuals with a high proportion of cuts in their home range. This behaviour was similar for caribou that died and those that survived the monitoring period. Thus, functional responses are not necessarily adaptive behaviours and may reflect decisions compromising survival.

Ce projet vise à évaluer l’effet de la configuration spatiale des coupes forestières et des routes sur la mortalité des adultes du caribou des bois (Ranfiger tarandus), écotype forestier, dans des paysages habités par le loup gris (Canis lupus) et une proie alternative, l’orignal (Alces alces). Nous avons utilisé un modèle centré sur l’individu pour modéliser les déplacements d’agents, représentant des individusfictifs de chaque espèce, dans des environnements virtuels. Les agents se déplaçaient selon des règles de déplacement établies à partir de l’analyse des données de suivis télémétriques de caribous, d’orignaux et de loups. Les environnements virtuels étaient façonnés par différents aménagements forestiers se distinguant par leur niveau de perturbations et par la configuration spatiale des coupes et du réseau routier. Le nombre de caribous morts par la prédation augmentait avec le niveau de perturbations des scénarios d’aménagement forestier. De plus, pour un même niveau de perturbations, la mortalité des caribous différait selon la configuration spatiale des activités forestières. Le risque de prédation des caribous était plus élevé lorsque la configuration des coupes dans le paysage engendrait un dense et vaste réseau routier et une fragmentation importante de l’habitat du caribou. Ainsi, en plus du niveau de perturbations, les plans de gestion de l’habitat de l’écotype forestier du caribou des bois devraient prendre en compte l’effet de la configuration spatiale des coupes et des routes sur la mortalité du caribou afin d’atténuer l’impact dela prédation sur ces populations dû à l’extraction des ressources. / The aim of this project was to assess the impact of the spatial configuration of cuts and roads on adult mortality of the boreal ecotype of woodland caribou (Ranfiger tarandus)in landscapes inhabited by the gray wolf (Canis lupus) and an alternative prey, the moose (Alces alces). We used an individual-based model to simulate movements of agents, which are virtual individuals of each species, moving in virtual landscapes. Agents moved according to movement rules determined from field studies conducted on radio-collared caribou, moose and wolves. Virtual landscapes were shaped by various forest managements, differing in disturbance level sand spatial configuration of cuts and roads. The number of caribou killed by wolves increased with increasing disturbance levels. Also, for a given level of disturbance, caribou mortality varied with the spatial distribution of forest activities. Predation risk of caribou was higher in landscapes with extensive road networksand high degree of forest fragmentation. Thus, habitat management plans for boreal caribou should not only focus on assessing habitat disturbance thresholds but also consider the effect of the spatial configuration of cuts and roads on caribou mortality in order to reduce the impact of predation due to natural resource extraction on the ecotype’s populations.

Les perturbations humaines sont en augmentation dans de nombreuses régions du monde et entraînent des conséquences graves sur les écosystèmes. Les régions nordiques et arctiques pourraient être particulièrement touchées par le développement anthropique à cause du fort potentiel en ressources naturelles et la faible résilience de ces écosystèmes. Le caribou migrateur (Rangifer tarandus) est au coeur de ces préoccupations puisqu’il constitue une espèce clé de cet écosystème. La majorité des troupeaux de caribous est toutefois en déclin et la nature généralisée et parfois synchrone de ces déclins suggère que des changements globaux, comme les changements climatiques et le développement anthropique, pourraient être responsables. Dans le nord du Québec et au Labrador, les caribous migrateurs des troupeaux Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG) ne font pas exception à la tendance observée. Ces troupeaux ont subi une importante diminution au cours des dernières décennies. Simultanément à ces déclins, la région a connu une augmentation marquée des activités humaines, particulièrement dans le secteur minier. Toutefois, la contribution des perturbations humaines aux déclins de populations actuellement observés reste inconnue. Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressée à quantifier les effets des perturbations humaines sur l’utilisation de l’espace et la survie des caribous migrateurs du TRAF et TRG. Mes travaux sont divisés en quatre objectifs : 1) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le comportement des caribous en évaluant l’impact des infrastructures linéaires sur les déplacements et en estimant les zones d’influence autour des infrastructures; 2) Évaluer la perte cumulée d’habitat associée à l’évitement des perturbations; 3) Évaluer l’effet des perturbations humaines sur la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive; 4) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le risque de mortalité des caribous et leur importance relative par rapport aux facteurs naturels; Mes travaux ont démontré que les caribous migrateurs répondent aux perturbations humaines à différentes échelles spatiotemporelles. À fine échelle, les caribous accéléraient leurs déplacements lors de la traversée d’une route. Une des routes sur l’aire de répartition du TRAF (route Raglan) semblait jouer un rôle de barrière aux mouvements des caribous. Les caribous évitaient les infrastructures sur des distances pouvant aller jusqu’à 23 km et l’évitement semblait exacerbé durant la période de chasse sportive. À plus large échelle, l’évitement des infrastructures s’est traduit en une perte cumulée d’habitat qui pouvait atteindre jusqu’à 30% des aires saisonnières et jusqu’à 37% des habitats fortement utilisés par les caribous. Mes travaux ont également démontré que la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive était principalement affectée par les caractéristiques du paysage qui influencent la visibilité et l’accessibilité des chasseurs aux zones de chasse. Les caribous étaient plus vulnérables sur les lacs gelés, près des infrastructures de chasse, comme les pourvoiries et les routes, et dans les terrains moins accidentés. Ces résultats suggèrent que le développement anthropique pourrait augmenter l’accessibilité des chasseurs sur l’aire de répartition des caribous et donc augmenter leur vulnérabilité à la chasse. Finalement, mes travaux ont permis de démontrer que les perturbations humaines ont des effets négatifs limités sur le risque de mortalité des caribous. Leurs effets étaient typiquement moins forts que les facteurs naturels, tels que les patrons individuels d’utilisation de l’habitat, le risque de prédation et les conditions météorologiques, pour expliquer les variations du risque de mortalité des caribous. Ces résultats suggèrent que les impacts des perturbations humaines sur la survie des caribous sont limités, mais sont néanmoins présents. Le développement humain se poursuit dans les régions nordiques, ce qui pourrait rendre les caribous de plus en plus vulnérables aux impacts négatifs des perturbations humaines. Le niveau actuel de développement anthropique étant actuellement faible dans la région, il est possible de suggérer un changement dans l’élaboration et l’application de mesures de gestion pour les populations de caribou migrateur. Au lieu de tenter de mettre en place des mesures de gestion et de restauration coûteuses, il est encore possible aujourd’hui de restreindre le développement dans les zones critiques pour le caribou. Une approche proactive serait plus efficace afin de limiter les impacts négatifs sur la distribution et l’abondance des caribou. Les changements climatiques constituent une menace grandissante pour les populations de caribous, l’atténuation des impacts anthropiques pourrait donc augmenter la résilience des populations à ces changements globaux. / Human disturbances are increasing worldwide and have led to serious and irreversible consequences on natural ecosystems. Northern and Arctic regions may be particularly affected by anthropogenic development because of the high potential for the extraction of natural resources and the poor resilience of these ecosystems. Migratory caribou (Rangifer tarandus) are at the heart of these concerns raised by anthropogenic development in northern regions because they represent a key species of this ecosystem. Most caribou populations, however, are declining and the generalized and sometimes synchronous nature of these declines suggest that global changes, such as climate change and human development, may be responsible. In northern Québec and Labrador, Canada, migratory caribou of the Rivière-aux-Feuilles (RFH) and Rivière-George herds (RGH) are no exception to the current worldwide trend of decline. These herds have experienced an important decline in the last decades. Simultaneous to these declines, the region has experienced a rapid increase in human development, mainly owing to the mining sector. Yet, the contribution of human disturbance to the herds’ decline remains to be investigated. In this thesis, I assessed the effects of human disturbances on space use and survival of migratory caribou of the RFH and RGH. My work is divided into four objectives: 1) Evaluating human disturbance effects on caribou behavior, by evaluating the effect of linear features on caribou movements and by estimating the zones of influence of infrastructure; 2) Evaluating the cumulative habitat loss associated with the avoidance of infrastructure; 3) Evaluating human disturbance effects on caribou vulnerability to sport hunting; 4) Evaluating human disturbance effects on the mortality risk of caribou and their importance relative to that of natural factors. My results revealed that migratory caribou react to human disturbance at various spatiotemporal scales. At a fine scale, caribou increased their movement rate when crossing roads. One of the road in the Rivière-aux-Feuilles range (Raglan road) also appeared to act as a barrier to caribou movement. Caribou also avoided infrastructure over distances reaching as much as 23 km, and avoidance was exacerbated during the sport hunting period. At a larger scale, avoidance of infrastructures resulted in a cumulative habitat loss that could reach as much as 30% of the area of seasonal ranges, and 37% of high-quality habitat available for caribou. My work also revealed that caribou vulnerability to sport hunting was mainly affected by landscape characteristics influencing visibility and accessibility for sport hunters. Caribou were more vulnerable on frozen lakes, near hunting infrastructure such as roads and outfitter camps, and in less rugged terrain. These results suggest that human development could increase hunters’ accessibility to the landscape and thus, increase caribou vulnerability to sport hunting. Lastly, my work also showed that human disturbances have a limited impact on the mortality risk of caribou. These effects were typically less strong than natural factors, such as individual patterns of habitat use, predation risk and weather conditions, on caribou survival. These results suggest that the impacts of human disturbances are limited at the currently low state of development in northern Québec and Labrador, but are nevertheless observable. Anthropogenic development is continuing in northern regions, thus caribou could become increasingly vulnerable to the negative impacts of human disturbance. Because the current level of development in the RFH and RGH ranges is still low, it is appropriate to suggest a shift in the planning and implementation of management actions for population of migratory caribou. Instead of pursuing costly management and restoration activities after disturbance, it would be more effective to limit the area and intensity of development across the critical habitat of caribou. Such proactive approaches would be more efficient and effective at limiting declines in the distribution and abundance of caribou. Climate change is a growing threat for caribou populations; the mitigation of anthropogenic impacts could increase the resilience of these populations to global change.

L'information sur la façon dont les paramètres démographiques tels que la survie et la reproduction varient au fil du temps est centrale pour comprendre la dynamique de population. Nous avons estimé la survie annuelle de plus de 700 caribous migrateurs marqués chez deux troupeaux du Québec-Labrador entre 1991 et 2012. De plus, nous avons vérifié l'effet de la masse des colliers émetteurs sur la survie des femelles adultes. Nos résultats démontrent que, lorsque la condition physique est mauvaise, un collier lourd peut diminuer la probabilité de survie d'environ 18% par rapport à un collier léger. Par la suite, nous avons élaboré un modèle démographique permettant d'estimer la taille de population annuelle. Nous avons utilisé cette technique efficace et peu coûteuse afin de corriger des inventaires ayant une grande incertitude ainsi que confirmer des inventaires aériens récents. Finalement, nous démontrons l'importance des suivis à long terme d’individus marqués. / Information on how demographic parameters such as survival and reproduction vary over time is central to understanding populationdynamics. We estimated annual survival of more than 700 marked migratory caribou in two herds in Quebec-Labrador between 1991 and 2012. In addition, we tested the effect of radio collarmass on adult femalesurvival. Our results demonstrate that when bodycondition is low, a heavy collar can reduce survival byapproximately 18% compared to a light collar. Subsequently, we developed a demographic model to estimate annual population size. We used this effective and relatively inexpensive technique to correct one aerial census with high uncertainty and confirm recent aerial censuses. Finally, we demonstrate the importance of long-term monitoring of marked individuals.