Deux expériences furent menées en utilisant un mode de culture en lot : une première avec Scenedesmus quadricauda et une seconde avec Chlorella vulgaris S. guadricauda s'est avérée très tolérante au cuivre tandis que C. vulgaris y est relativement plus sensible. Cette dernière espèce provenait de la rivière Saguenay. Chez S. quadricauda, la concentration en cuivre du milieu de culture est corrélée significativement à la fréquence d'apparition des inclusions intravacuolaires ainsi qu'à leur nombre moyen par cellule, ce qui suggère leur implication dans la tolérance. Chez C. vulgaris nous observons au niveau ultrastructural, des bris membranaires et des altérations aux mitochondries. L'augmentation de la concentration en cuivre est suivie par une légère hausse dans la fréquence d'apparition des corps membranaires et des inclusions intravacuolaires de même que dans le nombre d'inclusions par cellule. Chez S. quadricauda, la formation d'inclusions semble donc jouer un rôle déterminant dans la tolérance, ce qui n'est pas le cas chez C. vulgaris. Une troisième expérience fut menée avec S. quadricauda en utilisant le mode de culture en continue et ce, sur une durée de 50 jours à une concentration en cuivre de 250 ug.l(1). Après 1,5 heure d'exposition, les effets ultrastructuraux sont évidents; le chloroplaste se rétracte et forme des lobas et les différentes structures cellulaires prennent un aspect très diffus. Les mêmes observations sont faites également après 3, 6, 12 et 24 heures d'exposition. Entre 3 et 15 jours nous observons une importante augmentation des réserves d'amidon et de lipide, des inclusions intravacuolaires, de même qu'un épaississement de la paroi. Après 22, 32 et 50 jours, les inclusions disparaissent, le cytoplasme est densément peuplé de ribosomes et le réticulum endoplasmique est évident chez la majorité des cellules. Ces observations suggèrent l'implication d'un second mécanisme de tolérance au cuivre qui, contrairement aux inclusions se manifesteraient après une exposition â long terme.

L'analyse des principaux HPA, provenant de sédiments de surface et de carottes prélevés dans le fjord du Saguenay, a été effectuée par chromatographie en phase gazeuse sur colonne capillaire. L'analyse qualitative de ces échantillons démontre que les HPA retrouvés sont principalement d'origine pyrolytique. Un HPA d'origine naturelle, le pérylène, est néanmoins présent dans tous les échantillons. La distribution des HPA dans l'axe amont-aval du fjord indique que la principale source d'émission se situe en amont du fjord. L'étude comparative de leurs concentrations indique que les sédiments de surface du fjord peuvent être considérés comme étant fortement contaminés. L'analyse des variations temporelles démontre que les émissions de HPA ont augmenté de façon très importante vers les années 1930. On constate cependant une diminution des concentrations au cours des dix dernières années dans l'ensemble du fjord, à l'exception de la Baie des Ha! Ha!. D'ailleurs, la comparaison des variations temporelles des concentrations entre une station située dans la Baie des Ha! Ha! et une autre située dans l'axe du fjord, face à l'embouchure de la baie, indique que la rivière Saguenay constitue une voie importante d'introduction des HPA dans le fjord. Le calcul du flux des HPA dans les sédiments du fjord du Saguenay corrobore les résultats obtenus à partir des variations temporelles des concentrations. Il permet également de constater qu'une grande proportion des HPA émis à l'intérieur du bassin hydrographique du Saguenay ne se retrouve pas dans les sédiments du fjord. A partir du comportement spatio-temporel des HPA dans les sédiments du fjord, il est démontré que la principale source d'émission de ces composés dans la région du Saguenay-Lac-St-Jean est constituée par les deux alumineries situées en amont du fjord du Saguenay.

En 1981, une étude des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des eaux superficielles de la rivière du Saguenay a montré que la communauté phytoplanctonique est dominée au cours de la saison par les diatomées Asterionella formosa Hass., Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kûtz., Melosira ambigua (Grun.) o. Millier et M. islandica o. Mûller. De plus, le Saguenay se caractérise par une absence de poussée phytoplanctonique printanière et par une production primaire extrêmement faible jusqu'à la mi-juillet. Des expériences parallèles ont été poursuivies au laboratoire avec des populations indigènes (chlorophycées ou diatomées) maintenues en chémostat pour étudier la toxicité du cuivre sous les formes ionique, complexée (à de l'acide humique) et adsorbée (à des fibres de cellulose provenant d'une papeterie régionale); les effets du cuivre sont précisés en considérant la composition spécifique, la biomasse et les taux d'assimilation de carbone des populations naturelles. Avec les chlorophycées, les taux de production primaire étaient plus fortement inhibés par le cuivre que les teneurs en chlorophylle Û, tandis qu'avec les diatomées, la densité cellulaire, la biomasse et les taux de production primaire sont tous fortement inhibés par le cuivre. Par ailleurs, la présence d'acide humique et de fibres de cellulose réduit sans équivoque l'action toxique du cuivre. Une telle observation s'avère importante pour 1'écophysiologie du phytoplancton de la rivière du Saguenay puisque les eaux de ce milieu côtier reçoivent à la fois de grandes quantités d'eaux usées riches en matière organique et particulaire provenant des papeteries régionales.

La plupart des travaux scientifiques suggèrent que l'hydroélectricité est l'énergie la plus propre en termes d'émissions de gaz à effet de serre. Cette hypothèse est confirmée dans la majorité des études effectuées en zone boréale. Les émissions attribuables au cycle de vie des projets sont en partie dues à la mise en place d'un réservoir, ce qui est considéré comme un changement d'affectation des terres contribuant à la perte de puits de carbone. Le but de cette étude est d'évaluer la perte de puits de carbone causée par la création du réservoir hydroélectrique de la centrale Eastmain-1 dans le secteur de la Baie-James, Québec, Canada et sa contribution à l'empreinte carbonique du kWh produit. Pour réaliser cette évaluation, la croissance des forêts et les perturbations par le feu ont été simulées sur 100 années avec l'aide du logiciel MBC-SCF3 qui est conforme aux guides de bonne pratique du GIEC sur le changement d'affectation des territoires forestiers. Les résultats obtenus suggèrent qu'il y aura une perte de puits de carbone de l'ordre de 300 000 ± 100 000 Mg, soit 4 ± 2 g d'éq. CO2 kWh-1. Un test de sensibilité sur les cycles de feu a aussi été réalisé et permet de conclure que le territoire couvert par cette étude peut être considéré comme un puits de carbone, mais seulement si, au bout de 100 ans, moins de 75 % du territoire est brûlé. Autrement le bilan carbone du territoire couvert dans ce projet serait négatif.

La caractérisation du système de joints est un élément très important lors de la réalisation de levés sur les aquifères fracturés, puisque la porosité secondaire contrôle l'écoulement des eaux souterraines. Il est également important d'analyser les types d'interactions entre les joints. Par exemple, les types de terminaison des joints ainsi que la prédominance de certaines familles de joints représentent des informations qui permettant de comprendre les événements tectoniques responsables de la génération des systèmes de joints dans l'aquifère. En outre, le champ de contrainte actuel est habituellement le paramètre le plus important dans le contrôle de l'ouverture des joints, laquelle joue un rôle majeur dans l'écoulement des eaux souterraines. L'objectif principal de ce travail est de caractériser un aquifère dans des roches cristallines fracturées avec une lithologie relativement homogène, en définissant un modèle hydrogéologique de la zone d'étude. Ce modèle a été construit à l'aide de levés structuraux à différentes échelles et des analyses de données hydrogéologiques. Cette étude a été réalisée sur le seuil de Kénogami, dans le graben du Saguenay, au Québec. Elle visait à répondre aux questions suivantes: (1) est-ce que le système de joints dans le socle rocheux est structuré, c'est à dire, est-il possible d'identifier des orientations préférentielles de joints et des domaines structuraux? (2) Les systèmes de joints peuventils être définis à différentes échelles, par exemples aux échelles régionale et locale? Si oui, y a-t-il des relations entre les systèmes observés à différentes échelles? (3) Est-il possible d'identifier des corrélations entre le(s) système(s) de joints et les champs de contraintes passés et actuel? (4) Y a-t-il une relation entre les propriétés hydrogéologiques obtenues à partir de forages et le(s) système(s) de joints? Le levé structural a comporté trois phases principales. Premièrement, une caractérisation à l'échelle régionale du système de joints a été effectuée à partir de l'interprétation de photos aériennes, de l'analyse des linéaments, et d'un levé général de terrain sur des sites sélectionnés. Ce dernier type de levé implique l'étude de la distribution spatiale des principales familles de joints, et l'étude des âges relatifs des familles de joints et des champs de contrainte passés, menée sur des affleurements horizontaux. Deuxièmement, un levé détaillé sur des coupes de routes sélectionnées a été réalisé afin d'identifier et caractériser les familles de joints qui composent la fracturation dans la zone d'étude. Enfin, la réalisation de diagraphies géophysiques dans des forages a fourni des informations sur les joints en profondeur, notamment les familles de joints subhorizontaux. Ces étapes ont permis de répondre à la problématique proposée au début de cette recherche. Ce projet a permis la caractérisation d'un aquifère dans des roches cristallines fracturées, selon les aspects suivants: les systèmes de joints à différentes échelles, les champs de contraintes passés, les propriétés hydrauliques et les relations possibles entre ces paramètres. La méthodologie adoptée pourra être appliquée à d'autres études sur les aquifères rocheux fracturés. Enfin, un modèle conceptuel a été développé pour l'aquifère fracturé dans le seuil de Kénogami, en utilisant l'approche du bloc unitaire. Ce modèle peut être extrapolé à l'échelle régionale et il reflète la prédominance des joints subverticaux dans la zone d'étude. Les autres contributions de ce travail comprennent la mise en place de procédures : (1) pour appliquer la correction de Terzaghi sur ordinateur sans utilisation de logiciels spécialisés, et (2) pour l'analyse de l'orientation de la composante horizontale principale des champs de contraintes passés sur les affleurements horizontaux. Aussi, ce travail a mis en valeur l'intérêt de la caractérisation d'un milieu fracturé avec l'approche du bloc unitaire, par une discussion de sa relation avec les propriétés hydrauliques, suivie de leur incorporation dans les modèles numériques.

Les changements climatiques et une forte utilisation des habitats par l’Homme sont à l’origine de nombreux bouleversements environnementaux. Ces perturbations provoquent une perte de la biodiversité. Plusieurs travaux de recherches ont démontré un impact négatif de la perte de biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes et par conséquent, sur les services rendus à l’Homme par la biodiversité (c.-à-d. pêcherie, agriculture, dépollution de l’eau et air, capture de CO2, etc.). L’étude du fonctionnement des écosystèmes et l’importance de la diversité dans le maintien des processus écologiques revêtent d’une toute nouvelle importance. La zone benthique intertidale possède une diversité appréciable, est facile d’accès et les espèces vivantes y sont facilement manipulables. Selon les scénarios actuels d’Ouranos et du GIEC, des bouleversements majeurs d’origines anthropologiques vont y provoquer une disparition des glaces de mers, à une augmentation du niveau et de la température de l’eau ainsi qu’une forte érosion des berges dans les prochaines décennies. Tous ces changements vont avoir un impact sur la dynamique et la structure des communautés benthiques intertidales. Pourtant, le fonctionnement de ces communautés reste encore peu connu. Ce projet de recherche tente d’approfondir les relations entre le fonctionnement (stabilité, établissement et productivité) des communautés benthiques intertidales et les facteurs de richesse, d’abondance (équitabilité, dominance) et d’identité des espèces. Pour ce faire, trois études ont été élaborées. La première étude porte sur le rôle de la richesse et de l’équitabilité sur la stabilité temporelle des communautés benthiques : suivi sur 2 ans des communautés naturelles. La seconde étude porte sur l’impact d’un changement de richesse, d’équitabilité, d’identité et d’abondance des espèces fondatrices (tel que macroalgues et moules) sur l’établissement des communautés associées et leur productivité : expérience in situ avec manipulation des communautés. La troisième étude veut mettre en évidence le rôle de la richesse, de l’équitabilité, de l’identité et de l’abondance des macroalgues sur la productivité primaire (production primaire nette, respiration et production primaire brute), étude en mésocosme. Contrairement à ce qui était attendu, les résultats de ces études démontrent que la richesse et l’équitabilité n’ont qu’un impact positif limité sur la stabilité et l’établissement des communautés benthiques. Cet impact semble être masqué par les conditions environnementales. La richesse, l’équitabilité, l’identité et l’abondance des espèces fondatrices ne semblent pas affecter la diversité des espèces associées qui colonisent le milieu, toutefois leur structure est affectée par un changement de diversité. Toutefois, la richesse, l’identité et l’abondance ont un effet positif sur la productivité primaire. Généralement, l’équitabilité a un effet positif sur la productivité bien que parfois, l’effet soit négatif. L’équitabilité semble avoir un effet indirect sur la productivité en atténuant l’effet de richesse. Mon projet de recherche a permis d’avoir plus de précision sur le lien entre chacune des composantes de la biodiversité sur le fonctionnement des communautés benthiques. Climate change and stress on habitats induce by Human are responsible for environmental upheavals. Those disturbances cause a lost in biodiversity. Many studies demonstrate a negative impact of biodiversity lost on ecosystem functioning with consequences on the human services provided by the biodiversity (fisheries, agriculture, water filtration, CO2 capture etc). The study of community dynamics and the role of diversity in maintaining ecological processes are now more important than ever. Marine ecosystem, and more precisely benthic intertidal zone is perfect to study the le relationship between diversity and ecosystem functioning. This zone has level of diversity not negligible, easy to access and organisms are easy to manipulate. GIEC scenarios predict major changes in all ecosystems worldwide and the intertidal zone will not be at rest. Ice will tend to disappears, temperature and sea level will rise and salinity will be much more variable. Those changes will have a negative impact on benthic community structure and dynamic. Nonetheless, benthic ecosystem functioning remain unclear and further studies must be done to really understand the consequence of a change in biodiversity on the dynamic of those communities. This research aim to define the relationship between the functioning (stability, establishment and productivity) of the benthic intertidal community and diversity variables, the richness, evenness, identity and abundance of species. To do so, 3 studies were elaborated. The first study aim to define the role of richness and evenness on community stability, without manipulation, two years data set. The second one aim to understand the impact of a change in richness, evenness identity and abundance of habitat forming species on species establishment and community productivity. This study is in situ, with manipulation of the habitat forming species. The last study is in mesocosme and aim to define the role of richness, evenness identity and abundance of the main macroalgae present on the shores on community primary productivity. Contrary to the hypothesis, the results show that richness and evenness has a limiting positive impact on community stability and establishment. This impact seems to be damp by the abiotics factors on the field. Nonetheless, richness, abundance and identity all have a positive impact on primary productivity. At high evenness, richness effect is more present than at low evenness. This theses will help to better anticipates the consequences of a change in biodiversity on benthic ecosystem functioning and will give better tools to the politics managers to help them take better decision regarding the ecosystem management.

Les populations d’omble de fontaine sont en déclin dans la majorité de l’aire de répartition d’origine de l’espèce. Au Québec, c’est l’espèce la plus exploitée en eau douce, représentant près de la moitié des poissons capturés annuellement. Pourtant, l’état des populations est presque inconnu et leur exploitation par les pêcheurs sportifs n’est pas encadrée d’un plan de gestion provincial. Le but de cette étude était donc de faire le portrait de l’état de la pêcherie récréative à l’omble de fontaine dans les lacs des territoires fauniques structurés du Québec. En outre, le projet visait à décrire les tendances temporelles de la pêche sportive pendant les dernières décennies et d’identifier les facteurs qui ont influencé ces tendances. Les données utilisées (masse moyenne, pression de pêche, rendement de pêche et succès de pêche) proviennent des suivis de pêche sportive réalisés entre 1963 et 2011 dans les territoires fauniques structurés tels que les parcs nationaux, les réserves fauniques et les zones d’exploitation contrôlée (zecs). Au total, 4155 lacs, répartis sur 7 régions administratives québécoises, ont été retenus pour les analyses. Les tendances temporelles des indicateurs ont été évaluées et comparées à partir de techniques méta-analytiques. Entre 1980 et 2009, la pression de pêche à l’omble de fontaine a diminué de 7,5 à 5,2 jours-pêche•ha-1 %, le succès de pêche est passé de 7,2 à 5,5 ombles•jour-pêche-1, la masse moyenne a augmenté de 40 g et le rendement de pêche est passé de 5,1 à 3,4 kg•ha-1. Nous avons estimé que la moitié de la diminution du succès de pêche observée est attribuable à réduction du temps moyen de pêche par journée (heures-pêchées•jour-1). Une approche par lac a révélé que les corrélations positives entre la masse moyenne et les années ont été plus fortes dans les lacs où le succès de pêche a diminué. Pour les lacs dont la pression de pêche a augmenté, les corrélations négatives entre le succès de pêche et les années ont été plus fortes et les corrélations positives entre la masse et les années ont été plus faibles que dans les autres lacs. Le succès de pêche, la masse moyenne et le rendement se sont montrés plus stables lorsque les populations étaient ensemencées plus d’une fois tous les quatre ans. Contrairement aux résultats attendus, l’habitat de l’omble de fontaine ainsi que la présence d’espèces compétitives (principalement des cyprinidés et des catostomes) ont peu influencé les tendances temporelles des indicateurs de pêche. L’analyse temporelle des données de pêche en fonction du type de territoire faunique a révélé que les corrélations entre les indicateurs et les années ont été moins fortes dans les zecs, que dans les réserves fauniques et les parcs. Les plans d’eau ont atteint leur quota en moyenne une année sur cinq et environ 20 % des lacs ne l’ont pas atteint pendant la période étudiée. En plus, les quotas sont moins fréquemment atteints au cours des dernières années que par le passé, et ce, même si le quota moyen par lac a diminué. Une comparaison entre les données de pêche sportive et de pêche expérimentale a révélé que le succès et le rendement représentent bien l’abondance et la biomasse d’omble de fontaine dans un lac. La probabilité qu’un poisson soit capturé par unité d’effort est plus élevée lorsque l’abondance de l’omble de fontaine est faible. Les résultats de ce mémoire montrent l’efficacité et l’importance des données d’exploitation récoltées en territoires fauniques structurés. Notamment, aucune étude n’a utilisé autant de données de pêche sportive sur une aussi grande échelle spatiotemporelle. Les informations acquises ont permis de mettre en évidence l’état préoccupant des populations d’omble de fontaine dans les territoires fauniques structurés du Québec et également d’identifier d’importants facteurs à considérer dans la gestion de l’espèce. Ainsi, il s’avère nécessaire de développer de nouvelles stratégies de gestion pour cet important poisson d’intérêt sportif.

Les activités humaines ont profondément transformé les paysages aquatiques des grands fleuves en modifiant l’hétérogénéité et la connectivité de leurs habitats. Ces transformations ont mené à la disparition et au déclin de plusieurs espèces de poissons jadis abondantes. Malgré les actions entreprises afin d’atténuer l’érosion de la diversité ichtyologique, certaines populations de poissons sont encore en situation précaire. Ce constat témoigne de la nécessité de mieux comprendre en quoi les caractéristiques et modifications du paysage aquatique influencent l’organisation spatiale des commmunautés de poissons afin ultimement de définir des unités de gestion écologique. La présente thèse vise à mieux comprendre le rôle des caractéristiques hydromorphologiques et des modifications anthropiques sur l’hétérogénéité et la connectivité du paysage aquatique à différentes échelles spatiales et organisationnelles dans le fleuve Saint-Laurent (Québec, Canada). Partant d’une perspective à l’échelle de la portion fluviale portant sur la diversité des communautés de poissons, cette thèse se consacre ensuite, à une échelle spatio-temporelle plus fine, à l’accès aux habitats vitaux d’une espèce structurante pour la communauté. En effet, la connectivité entre les habitats assurant la survie des jeunes stades de vie du grand brochet (Esox lucius) vise à mieux comprendre le rôle des caractéristiques hydromorphologiques et des modifications anthropiques sur le déclin de cette espèce emblématique. Sur l’ensemble de la portion fluviale du Saint-Laurent (~350 km), un échantillonnage gouvernemental standardisé des communautés de poissons (1995-2013) a été analysé grâce à la combinaison d’analyses univariées sur les indices de diversité et d’analyses multivariées sur la structure d’abondance des espèces. Les analyses révèlent des résultats contrastés selon les indices utilisés et soulignent l’importance de considérer plusieurs facettes de la diversité. En effet, seul l’indice de diversité taxonomique révèle une augmentation graduelle de la diversité vers l’aval mettant en lumière l’importance des communautés de l’estuaire fluvial. De plus, le long de ce continuum, les analyses multivariées mettent l’accent sur l’hétérogénéité des communautés à plusieurs échelles spatiales : au sein d’unités hydro-morphologiques distinctes (par ex. corridor vs. lac fluvial vs. archipel), et entre les rives opposées de mêmes secteurs séparées par un profond chenal de navigation. Ces entités géographiques qui reflètent une réalité écologique pourraient être utilisées par les gestionnaires de la ressource du Saint-Laurent. De la portion étroite entre Montréal et Sorel au vaste lac Saint-Pierre (~150 km), la modélisation des habitats de nourriceries du grand brochet pour la période 1965-2013 a été couplée à un modèle de fraie existant. Les mesures de connectivité entre les frayères et les nourriceries révèlent que certaines frayères ayant un fort potentiel pour les géniteurs peuvent devenir, dans certaines conditions hydrologiques, de réelles trappes écologiques pour les oeufs et les larves. Alors qu’une rapide diminution du niveau de l’eau peut assécher la majorité des frayères dans le lac Saint-Pierre, l’augmentation de la vitesse du courant (>10 cm.s-1) dans le corridor Montréal-Sorel peut disperser les larves en dehors des bons habitats. De plus, la régularisation du fleuve Saint-Laurent et l’expansion de l’agriculture jusque dans sa plaine d’inondation ont profondément altéré les habitats et leur connectivité, de sorte que les événements hydrologiques hauts et stables, qui auraient été naturellement favorables pour le grand brochet, ont perdu leur potentiel productif. En effet, les hauts niveaux d’eau sont plus fréquemment suivis d’une rapide diminution limitant le succès de reproduction, alors que les habitats anciennement accessibles dans le haut de la plaine d’inondation sont devenus inopérants pour les poissons à cause des pratiques agricoles. Cette étude souligne aussi que la connectivité des habitats dans le lac Saint-Pierre est favorisée par des conditions hydrologiques stables lorsqu’il y a chevauchement entre les frayères et les nourriceries, ainsi que par la dispersion des larves dans de faibles courants (<10 cm.s-1) leur permettant de rejoindre des habitats plus distants. Les résultats de la présente thèse apportent un nouvel éclairage sur les caractéristiques et modifications du paysage aquatique qui gouvernent l’organisation spatiale des communautés de poissons du fleuve Saint-Laurent ainsi que la complétion des premiers stades de vie d’une espèce structurante pour la communauté. Ils visent à contribuer à la gestion de la ressource ichtyologique en identifiant des unités de gestion écologique à différentes échelles spatiales (par ex. les rives, les habitats interconnectés), en priorisant des sites à conserver (par ex. l’estuaire fluvial, les frayères effectives récurrentes) ou en évaluant l’efficacité d’aménagements existants (par ex. les marais aménagés). L’identification de pressions anthropiques ayant un rôle majeur sur ces processus critiques ouvre la porte à des mesures de restauration telles que la conversion de cultures agricoles et un retour vers une variation plus naturelle des niveaux d’eau. Bien qu’appliquées au fleuve Saint-Laurent et au grand brochet, les notions et les méthodes développées dans la présente thèse sont théoriquement exportables à d’autres espèces ainsi qu’à d’autres grands fleuves, à condition de calibrer et valider les modèles à leurs nouveaux contextes. Human activities have deeply transformed the large river landscape by altering the habitats heterogeneity and connectivity. These transformations led to the decline, and the local extinction, of several fish species once abundant. Despite actions aimed at mitigating fish diversity loss, some populations are still declining. In this context, it appears essential to better understand how landscape characteristics and alterations influence spatial organization of fish communities. Such key information can ultimately allow defining sound ecological management units. The present thesis aims at understanding the role of hydro-morphological characteristics and anthropogenic modifications on landscape heterogeneity and connectivity at different spatial scales and organizational levels in the St. Lawrence River (Quebec, Canada). The thesis starts with a large scale perspective by studying the spatial organization of fish communities within the fluvial St. Lawrence, then the focus turns on a smaller spatio-temporal scale by studying how connectivity can alter the access to vital habitats for a structuring species of the fish community. Indeed, connectivity between habitats that allows northern pike (Esox lucius) larvae survival is modelized to better understand the role of hydro-morphological characteristics and anthropogenic modifications on population decline of this emblematic apex predator. Firstly, at the St. Lawrence River scale (~ 350 km), a standardized governmental fish community sampling (1995-2013) was analysed using a combination of univariate analysis on diversity indices and multivariate analysis on the structure of fish abundance. Diversity indices revealed contrasting patterns that stresses the importance of considering several facets of diversity. Indeed, only the taxonomic disctincness index revealed a gradual downstream increase along the St. Lawrence River, which highlighted the high fish diversity of the fluvial estuary. In addition, along this continuum, multivariate analysis revealed how heterogeneity of fish communities is structured at different spatial scales: differences were found between distinct hydro-morphologic units (e.g. corridor vs. fluvial lake vs. archipelago), and between opposite shores of same sectors (separated by the deep navigational channel). Since the geographical units defined by the fish community architecture reflect the ecological reality along the St.Lawrence, the latter could be used by St. Lawrence managers. Secondly, from the narrow Montréal-Sorel corridor to the vast Lake Saint-Pierre (~ 150 km), we modelled the northern pike nursery habitats for the period 1965-2013 and coupled theses to an existing spawning habitats model. The connectivity between spawning and nursery habitats revealed that some spawning areas with high potential for spawners may become, during certain hydrological conditions, mortality traps for eggs or larvae. While a rapid decrease of water discharges may dewater most of the spawning habitats in Lake Saint-Pierre, an increase of current speeds (> 10 cm.s-1) in Montréal-Sorel corridor can flush larvae outside suitable habitats. Moreover, the St. Lawrence River regularisation and the expansion of agriculture into its floodplain have profoundly altered the habitats and their connectivity. While stable-high water discharges were theoretically favourable for northern pike recruitment, such conditions are no longer favourable as the landscape is now negatively impacted by anthropogenic alterations. Indeed, high water discharges are more frequently followed by a rapid decrease limiting spawning success, and habitats on the upper part of the floodplain have been altered by agricultural practices. In addition, our results found that habitat connectivity in Lake Saint-Pierre is favoured by stable hydrological conditions when spawning and nursery habitats overlapped, as well as by the larvae dispersal in low current speeds (< 10 cm.s-1) allowing them to reach more distant habitats. The present thesis shed new lights on landscape characteristics and modifications that govern spatial organization of fish communities in the St. Lawrence River and the dynamic related to early-life habitats exploitation and recruitment for an emblematic species. Our results contribute to fish management by identifying ecological management units at different spatial scales (e.g. shorelines, connected habitats), allowing priorization of sites to be preserved (e.g. fluvial estuary, recurrent effective spawning habitats) or by assessing the effectiveness of existing managements actions/tools (e. g. managed wetlands). By identifying which anthropogenic pressures led to major impacts on these critical processes, it opens the door to more efficient restoration actions such as the conversion of agricultural crops in natural habitats and the return to more natural variations of water discharges. Although the present thesis focus on the St. Lawrence River and the northern pike, the notions and methods developed herein are theorically exportable to other large rivers as well as to other species, under the condition to calibrate and validate the models used within their new context.

Malgré la forte importation de carbone allochtone dans les lacs boréaux du Québec, peu d’information est disponible concernant les mécanismes qui permettraient à cette matière organique de cheminer dans les réseaux trophiques aquatiques. Les bactéries seraient le principal consommateur de carbone allochtone. Ces dernières pourraient faire partie de la diète de plusieurs groupes de zooplancton, permettant ainsi l’entrée du carbone allochtone dans les réseaux trophiques aquatiques. Parmi le zooplancton, les rotifères sont plus petits que les crustacés et ils pourraient être mieux adaptés à consommer des bactéries. Nonobstant la forte abondance des rotifères dans les lacs boréaux et leur position clé dans les réseaux trophiques, ce groupe de zooplancton a été beaucoup moins étudié que les cladocères et les copépodes et leur rôle dans les écosystèmes est encore mal compris. Cette étude visait donc à remplir deux objectifs spécifiques. En premier, l’étude visait à décrire et à expliquer la structure et la distribution des communautés de rotifères dans les lacs boréaux. Deuxièmement, l’étude visait à déterminer la contribution des rotifères dans le transfert du carbone allochtone vers les niveaux trophiques supérieurs. Plus spécifiquement, il était question de mesurer in situ les taux d’ingestion de phytoplancton et de bactérioplancton par les rotifères. Pour atteindre le premier objectif, 22 lacs situés dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean dans la province de Québec ont été échantillonnés au cours de l’automne 2013. Les résultats ont permis de déterminer que la structure et la distribution des communautés de rotifères varient en fonction des caractéristiques environnementales des lacs et des bassins versants. Les résultats ont également permis de confirmer que la structure des communautés de rotifères dans les lacs exposés à de plus fortes concentrations de carbone allochtone est différente de celle des lacs où le carbone allochtone est plus dilué. Cependant, les résultats n’ont pas permis de confirmer que le niveau de connectivité entre les lacs influence la distribution et la structure des communautés de rotifères. Les résultats n’ont également pas permis de confirmer que l’absence de poissons prédateurs induit un effet cascade sur les réseaux trophiques observable au niveau des populations de rotifères. Pour atteindre le deuxième objectif, une expérimentation a été effectuée en marquant du phytoplancton et des bactéries à l’aide de marqueurs radioactifs, qui ont été ensuite présentés à une population de rotifères afin de mesurer leur ingestion respective. Les résultats ont permis de démontrer que les rotifères ingèrent des bactéries de façon passive en se nourrissant de phytoplancton. En ingérant ainsi des bactéries, les rotifères contribuent à transférer le carbone allochtone aux niveaux trophiques supérieurs.

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