Automated observation of avian vocal activity and species diversity can be a transformative tool for ornithologists, conservation biologists, and bird watchers to assist in long-term monitoring of critical environmental niches. Deep artificial neural networks have surpassed traditional classifiers in the field of visual recognition and acoustic event classification. Still, deep neural networks require expert knowledge to design, train, and test powerful models. With this constraint and the requirements of future applications in mind, an extensive research platform for automated avian activity monitoring was developed: BirdNET. The resulting benchmark system yields state-of-the-art scores across various acoustic domains and was used to develop expert tools and public demonstrators that can help to advance the democratization of scientific progress and future conservation efforts. / Die automatisierte Überwachung der Vogelstimmenaktivität und der Artenvielfalt kann ein revolutionäres Werkzeug für Ornithologen, Naturschützer und Vogelbeobachter sein, um bei der langfristigen Überwachung kritischer Umweltnischen zu helfen. Tiefe künstliche neuronale Netzwerke haben die traditionellen Klassifikatoren im Bereich der visuellen Erkennung und akustische Ereignisklassifizierung übertroffen. Dennoch erfordern tiefe neuronale Netze Expertenwissen, um leistungsstarke Modelle zu entwickeln, trainieren und testen. Mit dieser Einschränkung und unter Berücksichtigung der Anforderungen zukünftiger Anwendungen wurde eine umfangreiche Forschungsplattform zur automatisierten Überwachung der Vogelaktivität entwickelt: BirdNET. Das daraus resultierende Benchmark-System liefert state-of-the-art Ergebnisse in verschiedenen akustischen Bereichen und wurde verwendet, um Expertenwerkzeuge und öffentliche Demonstratoren zu entwickeln, die dazu beitragen können, die Demokratisierung des wissenschaftlichen Fortschritts und zukünftige Naturschutzbemühungen voranzutreiben.

Cette thèse avait pour objectif principal d'approfondir nos connaissances sur l'écologie des différents types de milieux humides lacustres afin d'optimiser leur conservation. Pour ce faire, j’ai étudié la résilience, les fonctions et les services écologiques (FSE), ainsi que la biodiversité de trois types de milieux humides lacustres. Ces milieux humides sont riverains au lac Papineau, qui est situé dans la réserve naturelle de Kenauk Nature, entre les Laurentides et l’Outaouais. Cette thèse combine des approches globales, multifonctionnelles et ciblées, axées sur la conservation des milieux humides et de leur biodiversité. Dans mon premier chapitre, j'ai d’abord identifié les déterminants écologiques de la typologie des trois types de milieux humides étudiés : des tourbières, des aulnaies (marécages arbustifs) et des frênaies (marécages arborescents). À l’aide de données récoltées sur le terrain et de données cartographiques, j'ai quantifié 12 prédicteurs hydrogéomorphologiques (HGM) et j'ai pu identifier la pente et l'élévation comme étant les déterminants écologiques les plus importants. Mes résultats ont également apporté des nuances supplémentaires quant aux variables associées à chaque type de milieu humide. En utilisant ces 12 prédicteurs HGM, j'ai créé un modèle de forêts d’arbres décisionnels capable de prédire à la fois la présence des milieux humides lacustres et leur typologie. Ce modèle a permis de prédire avec une précision de 89 % la typologie des sites étudiés, ce qui en fait un outil intéressant pour étudier la répartition des milieux humides riverains à d'autres lacs. J'ai également utilisé ce modèle pour simuler différents scénarios de changements du niveau d'eau, mettant en évidence la résilience des tourbières et des aulnaies, ainsi que la vulnérabilité des frênaies, aux changements globaux. Dans mon second chapitre, j'ai quantifié huit FSE à l'aide de 25 indicateurs différents, dont 15 ont été quantifiés à partir de données terrain. J'ai ensuite développé une approche multifonctionnelle permettant d'étudier simultanément toutes les interactions de synergies et de compromis entre les indicateurs de FSE et les trois types de milieux humides. Mes résultats ont montré que chaque type de milieu humide maximise différentes FSE, mais que le choix des indicateurs influence considérablement les patrons de synergies et de compromis. Bien que certains types de milieux humides maximisent les mêmes FSE, ils le font à travers différents mécanismes écologiques. Enfin, la biodiversité floristique et faunique (plantes, oiseaux, poissons, zooplanctons et insectes chanteurs) présentait les patrons d'interaction les plus diversifiés, chaque type de milieu humide maximisant différents aspects de la biodiversité. Dans mon troisième chapitre, j'ai optimisé l'approche des espèces clés (keystone species) pour permettre son utilisation en conservation afin d’identifier les espèces indicatrices de la biodiversité. Pour cela, je me suis basée sur l’approche la plus récente proposée dans la littérature et j'ai identifié les éléments qui limitaient son utilisation pour les praticiens et les praticiennes. J'ai ensuite proposé des modifications pour surmonter ces limites. Ces modifications ont permis : 1) d'élargir l'utilisation de cette approche aux données d'inventaires terrain, 2) d'identifier les espèces ayant un impact négatif sur la biodiversité, et 3) de définir des seuils rigoureux pour identifier les espèces clés au sein d'une communauté. J'ai ensuite testé cette approche sur les communautés de plantes, d'oiseaux et de poissons des milieux humides échantillonnés dans le cadre de cette thèse. Mes résultats ont montré que cette approche permettait d'identifier des espèces possédant effectivement des caractéristiques écologiques expliquant leur importance dans l'augmentation ou la diminution de la biodiversité. Ensemble, les trois approches présentées dans cette thèse offrent une perspective intégratrice de la conservation des milieux humides lacustres. Les méthodes qui y sont proposées représentent des outils intéressants, qui ont le potentiel d’optimiser notre gestion du territoire à court et à long terme, mais aussi à petite et à grande échelle. / The main objective of this thesis was to deepen our understanding of the ecology of different types of lake-edge wetlands to optimize their conservation. To achieve this, I studied the resilience, the ecosystem functions and services (EFS), and the biodiversity of three types of lake-edge wetlands. All studies wetlands were riverine to Lake Papineau, which is located in a Kenauk Nature natural reserve, between the Laurentides and Outaouais regions. This thesis therefore combines a global, a multifunctional, and a targeted approach, all focused on wetland conservation. In my first chapter, I first identified the ecological determinants of the typology of the three types of wetlands studied: peatlands, alder swamps (shrub swamps), and ash swamps (trees swamps). Using both data collected on the field and map data, I quantified 12 hydrogeomorphological (HGM) predictors and identified slope and elevation as the most important ecological determinants. My results also provided additional nuances regarding the variables associated with each wetland type. Using these 12 HGM predictors, I then created a Random Forest model capable of predicting both the presence of lake-edge wetlands and their typology. This model predicted the typology of the studied sites with 89 % accuracy, making it an interesting tool to study the distribution of lake-edge wetlands along the shore of other lakes. I also used this model to simulate different scenarios of water level changes, highlighting the resilience of peatlands and alder swamps, as well as the vulnerability of ash swamps, to global changes. In my second chapter, I quantified eight EFS using 25 different indicators, with 15 indicators quantified using field data. I developed a multifunctional approach to simultaneously study all the synergies and trade-offs between the EFS indicators and the three wetland types. My results showed that each wetland type maximizes different EFS, and that the choice of indicators significantly influences the patterns of synergies and trade-offs. Although some wetland types maximized the same EFS, they do so through different ecological mechanisms. Finally, biodiversity exhibited the most diverse interaction patterns, with each wetland type maximizing different aspects of it. In my third chapter, I optimized the keystone species approach to allow its use in conservation to identify indicator species for biodiversity monitoring. To do so, I relied on the most recent approach proposed in the literature and identified the elements that limited its use for practitioners. I then proposed modifications to overcome these limitations. These modifications allowed 1) to expand the use of this approach to field inventory data, 2) to identify species that have a negative impact on biodiversity, and 3) to define rigorous thresholds to identify keystone species within a community. I then tested this approach on plant, bird, and fish communities in the wetlands sampled in this thesis. My results showed that this approach effectively identified species with ecological characteristics that explained their importance in increasing or decreasing biodiversity. Together, the three approaches presented in this thesis provide an integrative perspective on the conservation of lake-edge wetlands. The methods I propose represent interesting tools that have the potential to optimize land management in the short and long term, as well as at small and large scales.

Les prédateurs introduits, tels que les chats (Felis silvestris catus) et les rats (Rattus spp), constituent la principale cause de raréfaction et d'extinction d'oiseaux insulaires. L'impact de la prédation sur les populations d'oiseaux est généralement quantifié grâce à l'identification morphologique des restes d'oiseaux dans les échantillons alimentaires de prédateurs. Une synthèse bibliographique réalisée dans cette thèse soulève les biais qualitatifs et quantitatifs liés à la difficulté d'identification des restes d'oiseaux. Les méthodes moléculaires permettent aujourd'hui de détecter et d'identifier avec précision l'ADN de proies cibles dans le régime alimentaire des prédateurs. Une part importante de cette thèse a consisté à optimiser le protocole moléculaire et en particulier les étapes de sélection des amorces taxon-spécifiques et de l'extraction de l'ADN des proies. La comparaison des performances des méthodes morphologique et moléculaire a mis en évidence la puissance de cette dernière dans la détection et l'identification des espèces d'oiseaux consommées par les chats et rats de l'île de Niau (Polynésie Française). L'étude des interactions trophiques directes (prédation) et indirectes (compétition alimentaire) entre trois prédateurs invasifs (R. exulans, R. rattus et F. s. catus) et un oiseau menacé d'extinction, le Martin-chasseur des Gambier (Todiramphus gambieiri) a montré un très faible impact sur cet oiseau par prédation, mais un fort potentiel de compétition alimentaire avec les 2 Rattus sp., en particulier pour les lézards Scincidae et certains arthropodes terrestres. Des perspectives de conservation du Martin-chasseur sont proposées et discutées. / Introduced predators, particularly cats (Felis silvestris catus) and rats (Rattus spp) are recognized as a major factor of rarefaction and extinction of island bird species. The impact of predation on bird populations is usually assessed through the morphological identification of bird remains in predator diet samples. A review conducted in this thesis highlighted the qualitative and quantitative biases related to the difficulty of detecting and identifying the consumed bird species in predator diet samples. Molecular methods allow the accurate detection and identification of targeted prey DNA in the diet of predators. A large part of the work entailed here has been to optimize the molecular protocol and particularly the key steps of the selection of.taxon-specific primer pairs and the extraction of prey DNA. A comparative study of the performances of both morphological and molecular methods highlighted the strength of the latter in the detection and identification of the bird species preyed by cats and rats on Niau island (French Polynesia). The study of the direct (predation) and indirect (competition for food) trophic interactions between three invasive predators (R. exulans, R. rattus and F. s. catus) and a critically endangered bird, the Tuamotu Kingfisher (Todiramphus gambieiri), demonstrated a very low impact of cats and rats on the population of Tuamotu Kingfisher through predation, but a high potential for food competition between this bird and the two species of rats, particularly for lizards (Scincidae) and some terrestrial arthropods. Finally, management perspectives regarding the conservation of Kingfisher Gambier are proposed and discussed.

The Cercopithecus mitis radiation has significant phenotypic and ecological diversity, making it a great candidate for evolutionary genetic studies. This study represents the first genetic survey of C. mitis from well provenanced wild populations, including C. mitis heymansi from the TL2 landscape, an area of remote tropical forest between the Tshuapa, Lomami, and Lualaba rivers in the Democratic Republic of the Congo. Tissue samples were collected from 7 male blue monkeys, DNA was extracted and surveyed at 919 bp of the Testis-Specific Protein Y-chromosome (TSPY), and added to a larger dataset including other C. mitis and C. albogularis specimens. Evolutionary analyses suggests TL2 C. mitis shared recent genetic contact with C. albogularis at the headwaters of the Congo River than with conspecifics to the northeast, indicating the Congo River is a significant biogeographic barrier to C. mitis and sheds new light on their genetic heritage, taxonomic assignment, and conservation status. / Includes bibliography. / Thesis (M.A.)--Florida Atlantic University, 2016. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

L’écologie du Desman des Pyrénées (Galemys pyrenaicus), mammifère semi-aquatique endémique de la péninsule ibérique et des Pyrénées, demeure encore très peu connue. Les objectifs de cette thèse, dans le cadre d’un Plan National d’Actions, ont été d’identifier les variables environnementales agissant sur la répartition de l’espèce à différentes échelles spatiales, en considérant sa détectabilité imparfaite (i.e. fausses absences et fausses présences). Une probabilité de détection élevée, mais spatialement hétérogène à l’échelle des Pyrénées françaises, a été mise en évidence. La distribution du Desman des Pyrénées s’est également révélée spatialement structurée et majoritairement influencée par des facteurs propres aux milieux aquatiques, mais en forte régression depuis les années 80. Ces résultats ont permis de proposer des mesures de conservation pour cette espèce menacée. / The ecology of the Pyrenean desman (Galemys pyrenaicus), a small semi-aquatic mammal endemic to the Iberian Peninsula and the Pyrenees, remains still largely unknown. The aim of this PhD thesis conducted within the framework of a National Action Plan was to identify the environmental variables influencing the Desman distribution at various spatial scales, by accounting for its imperfect detection (i.e. false absences and false presences). A high, but spatially heterogeneous at the French Pyrenees extent, probability of detection was highlighted. The distribution of the Pyrenean Desman was also emphasized to be spatially structured and mainly influenced by aquatic factors, but severely contracting for the last 25 years. These results enabled to suggest conservation measures for this endangered species.

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Mindre hackspett (Dryobates minor) är en vanligen icke-migrerande fågel som är väldigt trogen till sitt hemrevir. Reviret bör vara minst 40 hektar och bestå av en dominerande andel lövträd samt innehålla död ved och grova träd. Studiens syfte var att undersöka den mindre hackspettens habitatanvändning i Karlstads kommun genom att bedöma antalet individer i förhållande till fyra ekologiska faktorer: mängd stående död ved och grova träd, trädskikt samt habitatstorlek. Data togs från en rapport från 2017 där en inventering hade utförts i 77 områden i Karlstads kommun. Rapporten registrerade antal mindre hackspettsindivider och flera ekologiska faktorer i varje område. Hypoteserna var att antalet individer skulle skilja sig i förhållande till: 1) mängden stående död ved, 2) mängden grova träd, 3) antal trädskikt, och 4) habitatstorlek. Resultaten visade att det fanns fler individer av mindre hackspett i områden med en riklig mängd stående död ved och grova träd jämfört med enstaka-och måttlig mängd. Områden med flera trädskikt resulterade även i ett högre antal individer jämfört med en-och två trädskikt. En positiv korrelation mellan habitatstorlek och frekvensen av individer noterades även. Den mindre hackspettens population minskar i Sverige och börjar närma sig att listas som sårbar på IUCN:s rödlista. Det innebär att förvaltare behöver ha ekologiska faktorer i åtanke vid bevaringsåtgärder. Utöver de välkända ekologiska faktorerna döda och stora träd i förhållande till mindre hackspett visade studien även att trädskikt är en viktig faktor att ha i åtanke. Dessutom var endast fem av de 77 habitatområdena i Karlstads kommun större än 40 hektar; vilket innebär att ett landskapsperspektiv är nödvändigt för att bevara konnektivitet mellan habitat, vilket är nödvändigt för en framgångsrik hackspettspopulation. / The lesser spotted woodpecker (Dryobates minor) is usually a nonmigratory bird with a high fidelity towards their home territory. The territory should be at least 40 hectares in size, consisting mostly of deciduous trees and containing dead wood and large-diameter trees. The purpose of this study was to explore the habitat use of the lesser spotted woodpecker in the municipality of Karlstad by assessing the number of individuals in relation to four ecological factors: the amount of standing dead wood and large trees, forest canopy layering and habitat patch size. Data was extracted from a 2017 report, where a field study was conducted in 77 areas in the municipality of Karlstad, Sweden. The report recorded the number of lesser spotted woodpecker individuals and several ecological factors in each area. The hypotheses were that the numbers of individuals would differ in relation to: 1) the amount of standing dead wood, 2) the amount of large trees, 3) forest canopy layering, and 4) habitat patch size. The results showed that there was a greater number of lesser spotted woodpecker individuals in areas with a rich amount of standing dead wood and large trees, versus low-or moderate amounts. Areas with a multiple forest canopy cover also resulted in greater numbers of individuals versus in single-or two-layer canopies. A positive correlation between habitat size and frequency of individuals was also noted. The lesser spotted woodpecker population in Sweden is declining and they are nearing vulnerable on the IUCN red list. This means that managers need to have ecological factors in mind when conducting conservation efforts for the species. In addition to the well-known factors of dead and large trees in relation to the lesser spotted woodpecker, this study also showed that forest canopy layering is an important factor to consider. Furthermore only five of 77 habitat patches in the municipality of Karlstad were larger than 40 hectares; thus, a landscape-level-perspective is required for maintaining connectivity among habitats, which is essential for a thriving woodpecker population.

Background: Addressing oil spills is crucial to protect the marine environment (Etkin, 2021). While physical and mechanical recovery methods have proven effective in controlling surface oil slicks (Doshi, 2018), subsurface challenges remain unaddressed. There is a need for low-cost, effective, and environmentally friendly solutions for subsurface oil removal. Bioinspired designs, based on nature’s evolutionary optimization, could offer promising solutions to oil spills. Objectives: The primary objective was to explore innovative and bioinspired approaches for effectively capturing and eliminating oil droplets from subsurface environments. The study aims to pioneer breakthroughs in biomimetic technologies for subsurface oil recovery. The objectives include developing a system inspired by humpback whales using bubbles, creating a fiber-based system inspired by copepods, and exploring sound as a separation technique for emulsions. Additionally, to decode the fluid mechanics within each capture system, unraveling the optimal processes responsible for successful oil droplet capture and separation in the emulsion simulation. And finally to assess system performance and potential for real-world scaling beyond the lab setting. Methods: A controlled environment simulating post-spill scenarios was established using different types of oil (crude oil, canola oil, fish oil). The emulsions were then exposed to three technology systems: micro-bubble redirection system, brush capture system, and sound wave modulations. The efficiency of oil removal and capture from the subsurface was measured using absorbent weight for the micro-bubble systems and lipid extraction for capture brush efficiency. High-speed camera images were taken to track oil droplet redirection in a flow tank, and ImageJ software to analyze droplet characteristics for effective control. Results: The analysis demonstrated that the Micro-Bubble air flotation method emerges as a highly efficient solution for post-spill oil recovery, consistently demonstrating exceptional performance. Cylinder-Ring Bubble Air Flotation method achieves a remarkable 72.4% recovery rate for canola oil, while fish oil exhibits a 14.0% recovery rate after 3 hours, highlighting the influence of oil viscosity. Be- 4 yond mere buoyancy, air bubbles showcase versatility, redirecting and containing oil droplets. The Micro-Bubble Redirection System, quantitatively assessed in a controlled environment, proves to be a significant breakthrough in controlling oil dispersion in aquatic settings. The biomimetic brush exhibited substantial oil capture capability. The fiber capture system at 360 RPM for 1-minute cycles, repeated 50 times, achieved over 46% oil removal. The modified brush at the same speed and duration captured over 19% of total oil. Post-treatment, the average size of oil droplets increased from 4.5 m to 5.5 m, showcasing changes in droplet size distribution with the fiber capture system. The sonic treatment effectively separated the majority of oil from water, revealing small oil droplets (x = 0.026 mm) in the central emulsion. This phenomenon warrants further investigation as a potential alternative to chemical surfactants. Conclusion: The development of biomimetic tools for oil spill clean-up represents a significant advancement in environmental protection. By addressing subsurface oil droplets, these methods contribute to safeguarding marine food webs from oil contamination. This study underscores the importance of innovative, natureinspired solutions in tackling complex environmental challenges. / Contexte : La lutte contre les déversements de pétrole est cruciale pour atténuer leur impact sur l’environnement marin (Etkin, 2021). Alors que les méthodes de récupération physique et m´ecanique se sont révélées efficaces pour contrôler les nappes de pétrole en surface (Doshi, 2018), les d´efis liés aux couches sous-marines restent non résolus. Il existe un besoin de solutions économiques, efficaces et respectueuses de l’environnement pour l’élimination du pétrole en sous-surface. Les conceptions bioinspirées, basées sur l’optimisation évolutive de la nature, pourraient offrir des solutions prometteuses aux déversements de pétrole. Objectifs : L’objectif principal était d’explorer des approches innovantes et bioinspirées pour capturer et éliminer efficacement les gouttelettes de pétrole des environnements sousmarins. L’étude vise à initier des percées dans les technologies biomimétiques pour la récupération du pétrole en sous-surface. Les objectifs incluent le développement d’un système inspiré des baleines à bosse utilisant des bulles, la création d’un système basé sur les fibres inspiré des copépodes, et l’exploration du son comme technique de séparation des émulsions. De plus, décoder la mécanique des fluides dans chaque système de capture, en démêlant les processus optimaux responsables de la capture et de la séparation réussies des gouttelettes de pétrole dans la simulation d’émulsion. Enfin, évaluer les performances du système et son potentiel de mise à l’échelle dans le monde réel au-delà du cadre du laboratoire. Méthodes : Un environnement contrôlé simulant des scénarios post-déversement a été établi en utilisant différents types de pétrole (pétrole brut, huile de colza, huile de poisson). Les émulsions ont ensuite été exposées à trois systèmes technologiques : système de redirection à micro-bulles, système de capture par brosse, et modulations des ondes sonores. L’efficacité de l’élimination et de la capture du pétrole en sous-surface a été mesurée en utilisant le poids absorbant pour les systèmes à micro-bulles et l’extraction des lipides pour l’efficacité de la brosse de capture. Des images de caméra haute vitesse ont été prises pour suivre la redirection des gouttelettes de pétrole dans 1 un réservoir à écoulement, et le logiciel ImageJ pour analyser les caractéristiques des gouttelettes pour un contrôle efficace. Résultats : L’analyse a démontré que la méthode de flottation d’air à microbulles émerge comme une solution très efficace pour la récupération d’huile après une fuite, montrant de manière cohérente des performances exceptionnelles. La méthode de flottation d’air à cylindre-anneau atteint un remarquable taux de récupération de 72,4% pour l’huile de canola, tandis que l’huile de poisson présente un taux de récupération de 14,0 % après 3 heures, mettant en évidence l’influence de la viscosité de l’huile. Au-delà de la simple flottabilité, les bulles d’air montrent leur polyvalence en redirigeant et en contenant les gouttelettes d’huile. Le système de redirection à microbulles, évalué de manière quantitative dans un environnement contôlé, s’avère être une avancée significative dans le contrôle de la dispersion de l’huile dans les milieux aquatiques. La brosse biomimétique a montré une capacité de capture substantielle de l’huile. Le système de capture de fibres à 360 tours par minute pendant des cycles d’1 minute, répété 50 fois, a atteint plus de 46% d’élimination de l’huile. La brosse modifiée à la même vitesse et durée a capturé plus de 19 % de l’huile totale. Après traitement, la taille moyenne des gouttelettes d’huile est passée de 4,5 m à 5,5 m, mettant en évidence des changements dans la distribution de la taille des gouttelettes avec le système de capture de fibres. Le traitement sonique a séparé efficacement la majorité de l’huile de l’eau, révélant de petites gouttelettes d’huile (x = 0,026 mm) dans l’émulsion centrale. Ce phénomène mérite une investigation plus approfondie en tant qu’alternative potentielle aux agents tensioactifs chimiques. Conclusion : Le développement d’outils biomimétiques pour le nettoyage des déversements de pétrole représente une avancée significative dans la protection de l’environnement. En s’attaquant aux gouttelettes de pétrole en sous-surface, ces méthodes contribuent à protéger les réseaux alimentaires marins de la contamination par le pétrole. Cette étude souligne l’importance de solutions innovantes et inspirées par la nature pour relever les défis environnementaux complexes.

<p>Land use change constitutes a primary driving force in shaping social-ecological systems world wide, and its effects reach far beyond the directly impacted areas. Graph based landscape ecological tools have become established as a promising way to efficiently explore and analyze the complex, spatial systems dynamics of ecological networks in physical landscapes. However, little attention has been paid to making these approaches operational within ecological assessments, physical planning, and design. This thesis presents a network based, landscape-ecological tool that can be implemented for effective use by practitioners within physical planning and design, and ecological assessments related to these activities. The tool is based on an ecological profile system, a common generalized network model of the ecological infrastructure, graph theoretic metrics, and a spatially explicit, geographically defined representation, deployable in a GIS. Graph theoretic metrics and analysis techniques are able to capture the spatio-temporal dynamics of complex systems, and the generalized network model places the graph theoretic toolbox in a geographically defined landscape. This provides completely new insights for physical planning, and environmental assessment activities. The design of the model is based on the experience gained through seven real-world cases, commissioned by different governmental organizations within Stockholm County. A participatory approach was used in these case studies, involving stakeholders of different backgrounds, in which the tool proved to be flexible and effective in the communication and negotiation of indicators, targets, and impacts. In addition to successful impact predictions for alternative planning scenarios, the tool was able to highlight critical ecological structures within the landscape, both from a system-centric, and a site-centric perspective. In already being deployed and used in planning, assessments, inventories, and monitoring by several of the involved organizations, the tool has proved to effectively meet some of the challenges of application in a multidisciplinary landscape.</p>

Land use change constitutes a primary driving force in shaping social-ecological systems world wide, and its effects reach far beyond the directly impacted areas. Graph based landscape ecological tools have become established as a promising way to efficiently explore and analyze the complex, spatial systems dynamics of ecological networks in physical landscapes. However, little attention has been paid to making these approaches operational within ecological assessments, physical planning, and design. This thesis presents a network based, landscape-ecological tool that can be implemented for effective use by practitioners within physical planning and design, and ecological assessments related to these activities. The tool is based on an ecological profile system, a common generalized network model of the ecological infrastructure, graph theoretic metrics, and a spatially explicit, geographically defined representation, deployable in a GIS. Graph theoretic metrics and analysis techniques are able to capture the spatio-temporal dynamics of complex systems, and the generalized network model places the graph theoretic toolbox in a geographically defined landscape. This provides completely new insights for physical planning, and environmental assessment activities. The design of the model is based on the experience gained through seven real-world cases, commissioned by different governmental organizations within Stockholm County. A participatory approach was used in these case studies, involving stakeholders of different backgrounds, in which the tool proved to be flexible and effective in the communication and negotiation of indicators, targets, and impacts. In addition to successful impact predictions for alternative planning scenarios, the tool was able to highlight critical ecological structures within the landscape, both from a system-centric, and a site-centric perspective. In already being deployed and used in planning, assessments, inventories, and monitoring by several of the involved organizations, the tool has proved to effectively meet some of the challenges of application in a multidisciplinary landscape.