Les oiseaux marins sont des espèces emblématiques. Passeuses de frontières, de la mer à la terre, de l’air à l’eau, des pays du nord au pays du sud, elles créent un lien entre les différents sociaux- écosystèmes marins de notre planète. Du fait de leur ubiquité, elles sont exposées à de nombreuses menaces autour du monde. Parmi elles, les interactions avec les pêcheries représentent la part de risque la plus importante pour ces espèces lorsqu’elles sont en mer. Leur statut de conservation en est affecté, et des actions prioritaires visant à réduire ces impacts doivent être mis en place. Ces espèces bénéficient de l’intérêt, voir de la sympathie des populations et le grand public est sensible au sort de leurs populations. Mettre en place des stratégies et des outils permettant la conservation des populations d’oiseaux marins répond donc à une demande sociétale urgente.Le fou de Bassan (Morus bassanus) est une espèce emblématique de la conservation des oiseaux marins en France métropolitaine. Au sein de la Réserve Naturelle Nationale de l’archipel des Sept-Îles, la seule colonie de reproduction Française de cette espèce bénéficie d’un statut de protection fort. Malgré cela, au cours de la dernière décennie, notre étude a mis en évidence une inversion de la dynamique de la population et une baisse du succès reproducteur. La mise en place d’un suivi bio-télémétrique nous a alors permis de chercher à comprendre et expliquer ces changements. Nous avons notamment mis en évidence, que durant la saison de reproduction, les fous des Sept-Îles souffraient de la diminution de leurs proies naturelles et se rabattaient alors sur des rejets de pêche. La consommation de ces subsides anthropiques affecte les efforts de recherche alimentaire, la condition des individus et finalement leur reproduction. De plus, nous avons montré que durant la période internuptiale, ils étaient exposés à de forts risques de captures accidentelles et à une diminution globale de leurs proies préférentielles, affectant les taux de retours à la colonie et expliquant potentiellement la baisse observée de la taille de la population.Ces travaux nous amènent à conclure que la bonne conservation des fous des Sept-Îles, comme celle de toute la mégafaune marine, ne pourra se faire qu’en adoptant une approche écosystémique des pêches. Particulièrement, le partage de certaines ressources entre prédateurs supérieurs et pêcheries devra être pris en compte dans la gestion des stocks, la diminution des rejets de pêche devra être favorisée et des aires marines protégées pélagiques excluant les activités de pêche, dessinées à partir des zones d’intérêt pour les oiseaux marins, devront être mise en place. / Seabirds are flagship species, boundary objects linking air and water, oceans and continents, Northern and Southern countries, binding a great variety of socio-ecosystems across the planet. Due to their ubiquity, they are exposed to numerous global threats. Among them, interactions with fisheries might be the main risk for seabirds at sea. The conservation status of seabirds is thereby affected, and priority actions due to reduce these impacts have to be established. Indeed, seabirds catch the attention of all stakeholders and of the general public, who are sensitive to the fate of their populations. Implementing tools and strategies allowing seabird conservation is therefore an urgent societal request. The Northern gannet (Morus bassanus) is emblematic of seabird conservation in metropolitan France, with a single breeding colony under strict protection within the Réserve Naturelle Nationale de l’archipel des Sept-Îles. Despite all conservation efforts, colony size and breeding success have been declining in recent years. A decadal biotelemetry study allowed us to test hypotheses linked to this decline. Notably, we showed that, during the breeding season, gannets shifted from feeding on natural prey, to taking fisheries waste. The consumption of these anthropogenic subsides affects foraging effort, adult body condition and reproductive output. Further, we showed that, during the inter-breeding period, gannets were exposed to enhanced bycatch risk and competition with fisheries for small pelagic fish. This had a strong impact on adult inter-annual return rates to the colony, potentially explaining the recent decline of the Sept-Îles gannetry. Overall, we conclude that an integrated conservation plan for Northern gannets, as well as for the marine megafauna in general, is only possible through ecosystem-based fisheries management. Specifically, the joint use of fish stocks by marine predators and fisheries should be taken into account by management schemes, at-sea dumping of fishery wastes should be reduced, and marine protected areas including true no-take zones should be designed, also by taking into account the spatial ecology of the marine megafauna such as seabirds.

Tous les hôtes ne contribuent pas également à la transmission de parasites. Certains individus ou espèces peuvent par exemple être davantage infectés que d'autres, une observation qui a mené à la proposition de la règle des `20/80', selon laquelle 20 % des individus seraient responsables de 80 % de la transmission. Cependant, les études qui se sont intéressées à l'hétérogénéité de la transmission se sont principalement focalisées sur les sources d'hétérogénéité intrinsèques à l'espèce ou à l'individu, telles que la susceptibilité ou l’infectivité, tandis que les facteurs extrinsèques, comme la connectivité entre espèces au sein de la communauté d'hôtes et le rôle de différents types de mouvements des hôtes ont été relativement négligés. Dans ce contexte, cette thèse aborde le rôle des causes extrinsèques de l'hétérogénéité de transmission sur la propagation d'infections dans les systèmes multi-hôtes, en utilisant notamment les systèmes tiques-oiseaux marins-microparasites comme support empirique à des approches de modélisation théorique. Quatre principales sources d'hétérogénéité dans les systèmes à transmission vectorielles ont ainsi été considérées : (i) l'hétérogénéité de l'abondance des vecteurs, de leur distribution, et l'estimation des paramètres de la dynamique de leurs populations, (ii) l'hétérogénéité de contact entre espèces de communautés multi-hôtes et multi-vecteurs, (iii) l'hétérogénéité de la propagation d'infections en raison de différents types de comportements des hôtes (avec en particulier, l'importance de considérer les mouvements de prospection entre groupes d'hôtes chez les espèces sociales) et (iv) l'hétérogénéité dans les capacités de dispersion et de transmission d'infections entre vecteurs à traits d'histoire de vie contrastés (dispersion en fonction du stade de vie). Nous soulignons d'abord l'importance potentielle d'une estimation fiable des abondances d'ectoparasites, à l'aide d'approches hiérarchiques susceptibles de prendre en compte à la fois l'hétérogénéité de leur probabilité de détection et leur distribution agrégée. Ensuite, nous utilisons une approche permettant d'étudier l'impact des caractéristiques du réseau d'interactions au sein de la communauté d'hôtes sur la transmission et le maintien d'infections. Nos résultats indiquent que la structure de la communauté mais aussi les propriétés locales des espèces modèlent l'émergence d'espèces qui contribuent disproportionnellement à la transmission de l'infection (`superspreader') et d'espèces qui contribuent disproportionnellement au maintien de l'infection (`keystone') dans les communautés d'infections multi-hôtes, multi-vecteurs. Nous avons également exploré le rôle de la contribution de différents comportement de déplacement des hôtes et des traits d'histoire de vie des vecteurs sur la propagation d'agents infectieux. Une revue de la littérature nous a permis de souligner l'importance potentielle, relativement aux autres comportements de déplacement plus communément considérés, des mouvements de prospection entre groupes d'hôtes sur le rôle dans la transmission d'infections. Les résultats d'un travail théorique nous on également permis de montrer l'importance des caractéristiques des traits d'histoire de vie des vecteurs (notamment la durée de repas sanguins) et des contraintes démographiques (effet Allee) sur le potentiel de colonisation des tiques. Cette différence de dispersion en fonction du stade est ainsi susceptible d'avoir une incidence sur la propagation d'infections à transmission vectorielle et la structure génétique des populations de tiques. Dans l'ensemble, les travaux menés ont permis de mettre en évidence l'importance de l'étudie des déterminants des hétérogénéités de transmission et leurs conséquences dans les systèmes à transmission vectorielles, pour une meilleure compréhension de l’écologie et l’évolution des interactions entre hôtes et parasites, avec des implications potentielles pour le contrôle des maladies. / Different hosts may not contribute equally to parasite transmission. For instance, some individuals or species may be more heavily infected than others, an observation that lead to the `20/80' rule, stating that in many cases 20% of individuals are responsible for 80% of the transmission. However, studies on heterogeneity in transmission have primarily focused on intrinsic factors of transmission, such as susceptibility and infectivity, while the impact of extrinsic factors, such as connectivity network among individuals or species of the host community and the role of various host movements has been relatively neglected. This thesis investigates the role of extrinsic transmission heterogeneities on the spread of infectious disease in multi-host systems, using tick-seabird-microparasite system as empirical models for theoretical investigations. Four main causes of heterogeneity in transmission of vector-borne diseases were considered : (i) heterogeneity in vector abundance, distribution, and estimation thereof (ii) heterogeneity in contact among species in a multi-host, multi-vector community, (iii) heterogeneity in infection spread caused by different host mouvement behaviors (notably the potential role of ‘prospecting’ by host individual among host groups), and (iv) heterogeneity in dispersal ability and transmission competence among vectors with different life-history traits (stage-dependent dispersal). First, we highlight the need to accurately estimate ectoparasite abundances with hierarchical modeling approaches that can take into account both heterogeneity in their detection probability and their aggregated distribution among hosts. Next, using network theory to examine the impact of community context on disease transmission and maintenance, we found that network structure (modularity, nestedness) and node-based measures (e.g., centrality) both shape the emergence of ‘super-spreader’ species (i.e., species that contribute disproportionally to disease transmission) and keystone species (i.e., species that contribute disproportionally to disease maintenance) in multi-host, multi-vector pathogens communities. Finally, we explored the contribution of host behavior and vector life-history traits to the spread of infectious agents. By reviewing the recent literature, we highlight the fact that prospecting, relative to various other types of host movement, may be of key importance to disease transmission among host groups, notably in social species. We also show how vector life history characteristics (e.g. length of bloodmeals) and demographic constraints (Allee effects) affect their colonization potential. Soft ticks, which take a single, long bloodmeal at only the larval stage, should have much lower colonization rates than hard ticks, which take a single, long bloodmeal at every life stage. These stage-dependent dispersal discrepancies may have direct consequences for the genetic structure of their populations and the spread of vector-borne infectious agents. Overall, these findings highlight the importance of studying the causes and consequences of transmission heterogeneity in multi-host, multi-vector systems. A series of potentially important sources of heterogeneity in parasite transmission are outlined, together with perspectives of empirical and theoretical studies to further explore their implications for understanding ecology and evolution of host-parasite interactions and for disease management purposes.

Bien moins médiatisées que la déforestation ou le changement climatique, les invasions biologiques n’en demeurent pas moins problématiques pour la conservation de nombreux écosystèmes ou le bon déroulement de nombreuses activités socio-économiques.Comprendre la façon dont les espèces exotiques envahissantes s’étendent dans les différents milieux qu’elles colonisent c’est permettre à la fois de mieux appréhender leurs impacts, de pouvoir de prédire leur expansion, et de trouver les endroits stratégiques où agir pour contrer ou atténuer les effets indésirables de ces espèces. Le problème est que dynamiques d’invasions d’une espèce regroupent en fait une hiérarchie de processus se produisant simultanément à différentes échelles spatiotemporelles et qui sont contrôlés par des facteurs qui changent en fonction du temps et du contexte d’invasion. Pour acquérir une compréhension profonde de ces dynamiques, il faut donc étudier leurs manifestations et leurs causes aux diverses échelles spatiales et temporelles auxquelles elles se produisent.Présentes sur les cinq continents et très envahissante sur au moins deux, les renouées asiatiques (Reynoutria spp.) sont reconnues comme faisant partie des espèces les plus invasives de la planète. Dotées d’une grande tolérance environnementale et d’importantes capacités de multiplication végétatives, ces plantes herbacées géantes peuvent former rapidement de grandes monocultures clonales qui excluent les autres espèces végétales, modifient les cycles biogéochimiques des zones envahies et perturbent diverses activités anthropiques. Cibles de campagnes de gestion depuis des décennies, elles affichent cependant une résilience insolente qui désespère de nombreux gestionnaires. Bien que très étudiées, de nombreux détails concernant leurs dynamiques nous échappent toujours. Dans ce travail de thèse, nous avons donc cherché à identifier quels sont les facteurs qui contrôlent les dynamiques spatiotemporelles des renouées à différentes échelles, et comment une meilleure compréhension de ces dynamiques clés pourrait profiter à leur gestion ?Pour ce faire, nous nous sommes donc d’abord intéressés à leur dynamiques clonales et à leurs variations en fonction de différentes conditions de stress (ombrage) ou de perturbation (fauchage répétée). Nous avons montré que si les renouées sont bien affectées par des conditions stressantes ou perturbées, cela ne les empêche ni de s’établir, ni de croître. En fait, les renouées semblent pouvoir adopter différentes stratégies de croissance pour pallier ces contraintes, soulevant différentes questions liées à la gestion. Dans une deuxième étude, nous avons cherché quels étaient les variables qui expliquaient l’expansion des taches de renouées le long d’un gradient altitudinal. Si nous avons montré que les dynamiques d’expansion des taches étaient principalement contrôlées par leur taille (et donc potentiellement leur âge) ainsi que par la proximité de routes et de rivières, nous avons également apporté des indices qui suggèrent que les renouées pourraient être potentiellement capables d’envahir les montagnes. Ensuite, pour tenter d’aider à résoudre le problème de l’acquisition des données de distribution des renouées à large échelle, nous avons développé une méthode pour détecter et cartographier les populations de renouées à partir d’images satellites et issues de drones. Notre méthode a montré des résultats encourageants et celle-ci pourrait être utile à l’étude des invasions ainsi qu’à la détection des nouveaux foyers d’invasion pour une gestion plus précoce et efficace des renouées.Enfin, nous avons tenté de dresser un portrait global de la compréhension actuelle des dynamiques d’invasion des renouées en réalisant, en guise de discussion, une grande revue de littérature sur les mouvements de ces plantes à travers les échelles spatiales et temporelles et en y intégrant les apports des autres travaux de cette thèse. / Although less mediatized than deforestation or climate change, biological invasions remain problematic for the conservation of many ecosystems and the maintenance of various socio-economical activities.Understanding the way invasive non-native species spread in their introduced range is enabling a better apprehension of their impacts, the possibility to predict their expansion, and the development of better management strategies. A problem is that a species invasion dynamics are actually composed of a hierarchy of processes occurring simultaneously at various spatiotemporal scales and which are controlled by drivers that are time- or context-dependent. To gain more profound insights into these dynamics, one has to study the patterns they create and their underlying processes at all relevant scales.Occurring on the five continents and highly invasive on at least two of them, Asian knotweeds (Reynoutria spp.) are acknowledged as being among the most invasive species in the world. Gifted with a large environmental tolerance and high abilities for vegetative multiplication, these giant herbaceous plants can quickly form large clonal monocultures that exclude the other plant species, modify biogeochemical cycles, and affect various anthropic activities. Target of management campaigns for decades, knotweeds display an insolent resilience to the great despair of many stakeholders. Despite having been extensively studied, many aspects of their dynamics are still elusive. Consequently, in this thesis, we have tried to highlight what the drivers of the spatiotemporal dynamics of knotweeds across scales are, and how their management could benefit from a better understanding of these dynamics?To answer these questions, we first focused our attention on the clonal dynamics of knotweeds and on their variations when they experience differing conditions in terms of light availability and disturbance (repeated mowing). We have shown that although shade or mowing affects the vigour and the development of clones, it does not prevent their establishment or their growth. In fact, knotweeds seem able to adopt different growth strategies to cope with environmental heterogeneity, suggesting some management avenues. In a second study, we tried to identify the drivers that controlled the expansion of knotweed stands along an elevational gradient. If we showed that the lateral expansion of stands is mostly constrained by their size (and thus, possibly their age) and the vicinity of roads and rivers, we also brought evidences that knotweeds could have the potential to invade mountain regions. Then, to help for the acquisition of large-scale datasets on knotweeds’ distribution, we developed a procedure to accurately detect and map knotweeds using satellite or drone imagery. Our results were quite encouraging and could be useful to both the basic research and to the detection of newly invaded areas, enabling earlier control operations and more efficient management.Finally, we tried to draw a full picture of the current knowledge on the invasion dynamics of knotweeds by reviewing the literature on the movement of these plants across spatial and temporal scales, to discuss and expand the reach of the insights gained in the various chapters of this thesis.

Les tortues marines, espèces emblématiques des écosystèmes marins, sont de plus en plus menacées par les effets directs et indirects des activités humaines. Leur cycle de vie est complexe, partagé entre divers habitats, souvent très éloignés les uns des autres. Leur conservation nécessite donc d'identifier les habitats occupés à chaque stade de vie et les routes migratoires empruntées entre ces différents habitats. Si l'écologie spatiale des tortues adultes est relativement bien connue, notamment grâce au suivi par satellite, il n'en va pas de même pour les juvéniles qui se développent plusieurs années en milieu pélagique sans pouvoir être suivis. Dans ce contexte, les simulations numériques constituent un outil adapté pour explorer la dispersion des tortues juvéniles à partir de leurs plages de naissance. Jusqu'à présent il a le plus souvent été supposé dans ces simulations que les juvéniles dérivaient passivement avec les courants marins. Dans ce travail de thèse nous présentons STAMM (Sea Turtle Active Movement Model), un nouveau modèle de dispersion active des tortues juvéniles qui s'attache à dépasser l'hypothèse initiale d'une dérive purement passive. Dans STAMM, les juvéniles simulés se déplacent sous l'influence de la circulation océanique et d'une nage motivée par la recherche d'habitats favorables. Ce modèle est appliqué ici à l'étude de la dispersion des juvéniles de trois populations de tortues marines : les tortues luths (Dermochelys coriacea) du Pacifique Ouest et de l'Atlantique Nord-Ouest puis les tortues caouannes (Caretta caretta) de l'ouest de l'océan Indien. Nos résultats montrent que, même si la circulation océanique détermine, à grande échelle, les zones de dispersion, la prise en compte des mouvements motivés par l'habitat augmente considérablement le réalisme des simulations et impacte profondément la distribution spatiale et temporelle des individus simulés à l'intérieur de leur zone de dispersion. Les mouvements motivés par l'habitat induisent notamment des migrations saisonnières en latitude qui réduisent la mortalité par hypothermie. Ces mouvements induisent également une concentration des individus simulés dans des zones productives (comme les upwellings de bord Est) inaccessibles en dérive passive. Ces résultats questionnent la vision classique des juvéniles circulant passivement autour des gyres océaniques et devraient rapidement être pris en compte pour la mise en place de mesures de conservation ciblées visant les tortues marines juvéniles. / Sea turtles are increasingly threatened by the direct and indirect effects of human activities. Their life cycle is complex, shared between various, and often very distant, habitats. Their conservation therefore requires identifying the habitats occupied at each stage of life and the migration routes between these different habitats. While the spatial ecology of adult turtles is relatively well known, particularly through satellite monitoring, the situation is not the same for juveniles which pelagic development phase remains largely unobserved. In that context, numerical simulation constitutes an appropriate tool to explore the dispersal of juvenile sea turtles from their natal beaches. Until now, simulations were mostly performed under the assumption that juveniles disperse passively with oceanic currents. In this PhD thesis we present STAMM (Sea Turtle Active Movement Model), a new model of active dispersal that aims to go beyond the initial hypothesis of passive drift. In STAMM, juvenile sea turtles move under the influence of ocean currents and swimming movements motivated by the search for favorable habitats. This model is applied here to the study of the dispersal of juveniles from three sea turtle populations: leatherback turtles (Dermochelys coriacea) of the Western Pacific and the Northwest Atlantic Oceans, and loggerhead turtles (Caretta caretta) of the Western Indian Ocean. Our results show that, although ocean currents broadly shape juvenile dispersal areas, simulations including habitat-driven movements provide more realistic results than passive drift simulations. Habitat-driven movements prove to deeply structure the spatial and temporal distribution of juveniles. In particular, they induce seasonal latitudinal migrations that reduce cold induce mortality. They also push simulated individuals to concentrate in productive areas that cannot be accessed through pure passive drift. These results challenge the classical view of juveniles circulating passively around oceanic gyres. They should rapidly be taken into account for the implementation of targeted conservation measures concerning juvenile sea turtles.

L'équilibre arbre-herbe dans la savane tropicale est reconnu comme l'une des principales<p>énigmes de l'écologie des plantes. Les origines du difficile équilibre entre ces formes de vie<p>sur des dizaines de millions de kilomètres carrés à l'échelle mondiale sont en partie attribuées<p>aux perturbations fréquentes induites par les feux de végétation dont les effets varient dans<p>l'espace et dans le temps selon les conditions environnementales. Les résultats de recherche<p>dépendent de l’échelle et les conclusions tirées d’études locales sont rarement transposables à<p>d’autres échelles. La question du transfert d'échelle s’avère donc cruciale dans l'étude des<p>effets du feu, et nécessite une approche transdisciplinaire.<p>En raison de la variété des échelles couvertes, cette étude constitue une première dans la<p>confrontation de données sur l’historique des feux dérivé de l'imagerie satellitaire à des<p>données de terrain incluant des mesures détaillées sur la structure et la composition de<p>végétation, ainsi que des propriétés édaphiques et topographiques. Elle s’est focalisée sur la<p>composante ligneuse de par son caractère pérenne et son influence sur les processus<p>écologiques majeurs. Sur une zone de plus de 2000 km², le Parc National du W du Niger<p>(PNWN), où le feu est utilisé comme outil pour la gestion et la conservation des écosystèmes<p>semi-arides, une carte de l'historique des feux a été élaborée à partir d'images MODIS de 250<p>m de résolution spatiale et de résolution temporelle journalière couvrant une période de sept<p>années (2002-2009). Pour comprendre la variabilité, à la fois dans l'espace et le temps, de la<p>propagation du feu dans la végétation, nous avons étudié les caractéristiques de distribution<p>des feux en termes de régime du feu (i.e. période d'occurrence et fréquence) et de structure<p>spatiale (métriques paysagères). Les relations causales plausibles entre les régimes du feu, les<p>conditions édaphiques et topographiques à l'échelle régionale comme locale, et les<p>caractéristiques de la végétation ligneuse (composition et structure) ont été examinées à<p>travers des analyses multivariées et des modèles d'équations structurales. Nous avons aussi<p>examiné plus en détails les stratégies adaptatives mises en oeuvre par les ligneux, et les<p>interactions biologiques qui sous-tendent l'organisation spatiale des ligneux à travers une<p>approche des processus ponctuels.<p>Les résultats montrent que l'activité du feu dans le PNWN se caractérise par une hétérogénéité<p>spatio-temporelle induite principalement par les conditions édapho-topographiques via la<p>structure de la végétation ligneuse. Les feux précoces de gestion créent des pare-feux<p>efficaces, limitant une large extension des feux de saison tardifs. Cependant, ces feux tardifs<p>pourraient ne pas être aussi destructifs comme qu’on le suppose généralement. En effet,<p>l'adaptation des espèces aux différents régimes defeu correspond à des stratégies de croissance<p>contrastées. Dans le cas des feux tardifs, les surfaces terrières et hauteurs moyennes les plus<p>fortes sont rencontrées, permettant aux arbres de résister au feu. Quant aux zones non<p>affectées par les feux l'analyse "patron-processus" désigne clairement la facilitation entre<p>ligneux comme un processus fondamental de l'organisation spatiale périodique du couvert, une<p>structure émergente qui empêche le passage du feu. Bien qu’ils ne se substituent pas aux<p>études expérimentales, ces résultats basés sur une expérimentation naturelle à large échelle<p>apportent des informations nouvelles précieuses tant au niveau fondamental que pour la mise<p>en place d'une gestion raisonnée du PNWN.<p><p><p>The tree-grass equilibrium in tropical savanna is recognized as one of plant ecology's main<p>conundrums. The origins of the difficult balance between these life forms over tens of millions<p>of square kilometers worldwide are in part attributed to the frequent disturbances caused by<p>vegetation fires effects of which vary in space and time depending on local environmental<p>factors. Research results are scale-dependent and findings from local studies are rarely<p>transposable to higher levels of ecosystem organization. The question of scaling (scale<p>transfer) is therefore crucial in the study of fire effects, and requires a multidisciplinary<p>approach.<p>Because of the variety of scales covered, this study is a premiere in the confrontation of<p>satellite-imagery derived fire history data with detailed field data including measurements of<p>vegetation parameters (structure and composition), as well as soil and topographic properties.<p>The study focuses on the woody component, because of its perennial character and its<p>influence on major ecological processes. On an area of more than 2000 km², the W National<p>Park of Niger (WNPN) where fire is used as a tool for the management and conservation of<p>semi-arid ecosystems, a fire history map was elaborated from MODIS images with a 250 m<p>spatial resolution and a daily temporal resolution over a period of seven years (2002-2009). To<p>understand the variability, both in space and time, of fire propagation in vegetation, we studied<p>the fire distribution characteristics in terms of fire regime (i.e. timing and frequency) and<p>spatial structure (landscape metrics). Plausible causal relationships at regional and local scales<p>between fire regimes, edaphic and topographic conditions, and the woody vegetation<p>(composition and structure) characteristics were examined through multivariate analyses and<p>structural equations models. We also examined in detail the woody species adaptive strategies<p>as well biological interactions, which underlie their spatial organization, using point statistics.<p>Results show that the WNPN fire's activity is characterized by spatial and temporal<p>heterogeneity induced mainly by edaphic and topographic conditions via the structure of the<p>ligneous component. Prescribed early season fires create effective firewalls, limiting wide late<p>season fires. However, these late fires might not be as destructive as is commonly assumed.<p>Indeed, species adaptation to different fire regimes corresponds to contrasting growth<p>strategies. In the case of late fires, increased basal areas and mean tree heights were<p>encountered, enabling trees to resist fire and escape flames. As for the unburned areas, the<p>"pattern-process" analysis clearly indicates that facilitation between shrubs is a fundamental<p>process determining the woody cover periodic spatial organization, an emergent structure that<p>prevents fire spread.<p>Although they do not replace experimental studies, these results based on a large-scale natural<p>experiment provide valuable new information both on a fundamental level and for setting up<p>the rational management of the WNPN. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

À l’échelle macroscopique, à savoir celle du paysage, la couverture végétale des milieux arides apparaît comme fortement hétérogène. Cette organisation spatiale des peuplements est habituellement attribuée aux processus de facilitation et de compétition qui opèrent à l’échelle microscopique des individus végétaux. Le qualificatif d’auto-organisées fut donc attribué à ces végétations qui se structurent en l’absence d’hétérogénéité préexistante du milieu physique. <p><p>L’auto-organisation de la végétation fut particulièrement bien étudiée dans le cas des structures périodiques connues dès les années '50 sous le nom de brousses tigrées. Depuis les années '90, un pas en avant dans la compréhension de ce phénomène fut accompli grâce au développement de modèles mécanistes de la dynamique de la phytomasse et des ressources, émanant du cadre théorique de l'auto-organisation des structures dissipatives. Ces modèles se rejoignent sur un ensemble de prédictions robustes et vérifiables concernant la formation, le maintien et la modulation par l'environnement des structures macroscopiques. Durant le même laps de temps, notre niveau d’analyse a connu une expansion sans précédent, à la fois dans le temps et dans l’espace, grâce au développement de l’imagerie satellitaire et des outils d’analyse spatiale. Nous nous trouvons dès lors à un moment charnière pour la validation macroscopique des théories d’auto-organisation des végétations en milieu aride.<p><p>Le présent travail s'articule en quatre études, chacune traitant d'une prédiction différente. Nous avons mis en évidence les principales variables responsables de la formation des structures et de leur modulation en termes d’échelle et de géométrie. Enfin avons démontré la mobilité des structures sous l’effet d’une pente de terrain. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les forêts tropicales renferment des peuplements arborescents dont la gestion et l’aménagement nécessitent des connaissances sur leur organisation spatiale et leur dynamique. Les analyses de la structure spatiale des espèces arborescentes peuvent être utilisées en forêts naturelles pour identifier les mécanismes sous-jacents qui structurent les peuplements forestiers afin d’améliorer la compréhension des relations entre les espèces. Cette étude a été menée dans la Réserve Forestière de Yoko (RFY) aux environs de Kisangani à l’est de la RD Congo (R.D.C). Elle consiste à analyser la structure spatiale horizontale des espèces les plus abondantes et à tenter d’identifier, à l’échelle locale, les facteurs et/ou processus écologiques potentiellement explicatifs pour en retirer des enseignements utiles à la gestion des massifs forestiers situés à proximité de Kisangani. <p>Pour ce faire, une parcelle d’échantillonnage de 25 ha (500m 500m) a été délimitée dans le bloc sud de la RFY constitué d’une végétation ligneuse mixte et semi-décidue. Un inventaire forestier a permis d’analyser la composition floristique et structurale de la zone. Trois techniques (ou modèles statistiques) relevant de l’écologie spatiale pour l’analyse de la structure horizontale des espèces ont été utilisées :la méthode du voisin le plus proche de Clark & Evans (1954), la méthode d’échantillonnage aléatoire de Hines & Hines (1979), ces deux méthodes reposant sur une analyse à échelle unique de la parcelle d’étude, et la méthode de Ripley (1977) permettant non seulement une analyse multi-échelle mais aussi l’étude des relations intra et interspécifiques. Concernant ce point précis, les arbres ont été catégorisés en trois stades de développement sur la base de leurs diamètres (les jeunes, les immatures et les adultes). Une analyse comparative et théorique des trois méthodes a été effectuée. <p>Un total de 169 espèces appartenant à 36 familles dont 114 genres ont été identifiées, et la famille des Fabaceae dont la majorité des espèces appartiennent à la sous famille des Caesalpinioideae est apparue prépondérante. Trois espèces se sont révélées les plus abondantes et les plus représentatives du peuplement, et ont pour cette raison fait l’objet de toutes les analyses :Gilbertiodendron dewevrei J. Léonard (De Wild), Scorodophloeus zenkeri Harms et Uapaca guineensis Mull. Arg. Elles ont toutes les trois montré une structure agrégée, et cela à toutes les échelles d’analyse. Les agrégats observés présentent un rayon d’environ 25 m de distance. L’analyse en fonction du diamètre a indiqué une structure agrégée pour les plus petits diamètres et régulière pour les plus grands, et que l’agrégation diminue avec le diamètre. Les résultats montrent également que les structures spatiales observées dépendent de l’échelle d’analyse considérée et de la méthode utilisée. La méthode de Clark & Evans est sensible à la variation de l’étendue. À cet égard, l’échantillonnage aléatoire de Hines & Hines est apparu plus adaptée que celui de Clark & Evans. Les fonctions de Ripley et dérivées sont des outils efficaces et apportent plus d’information. Les analyses ont montré des associations positives entre G. dewevrei et S. zenkeri, ainsi qu’entre G. dewevrei et U. guineensis. Par contre, une indépendance a été constatée entre S. zenkeri et U. guineensis. Il apparaît également que les jeunes sont associés positivement aux adultes supposés reproducteurs, et que les immatures sont indépendants par rapport aux adultes. La dispersion faible ou limitée des graines à proximité des arbres parents en est le principal facteur endogène responsable. Ce facteur explique également les associations positives entre les jeunes et les adultes de la même espèce. La compétition entre des individus pour les besoins en espace, en lumière ou en nutriments dans le sol, explique la structure régulière observée ainsi que l’indépendance des immatures envers les adultes. La dispersion limitée n’est cependant pas le seul facteur explicatif de l’agrégation spatiale des arbres, d’autres facteurs tels que l’hétérogénéité environnementale (sol, topographie,…) ou la perturbation sont vraisemblablement aussi impliqués. La perturbation anthropique ou naturelle est un processus écologique qui devrait avoir joué un rôle déterminant dans l’organisation spatiale des communautés de la forêt. Combinée au phénomène de masting, aux effets de Janzen-Connell et aux ectomycorhizes, elle est très probablement à la base des structures spatiales et des relations spatiales observées entre les espèces de la RFY. / Tropical forests contain tree-stands with management and planning requires knowledge of their spatial organization and dynamics. Analyses of the spatial structure of tree species can be used in natural forests to identify the underlying mechanisms that structure of forest stands to improve the understanding of the relationships between species. This study was conducted in the Yoko Forest Reserve (YFR) around Kisangani in eastern DR Congo (DRC). It is to analyze the horizontal spatial structure of the most abundant species and to try to identify, on a local scale, factors and / or potentially explicative ecological processes to draw valuable lessons for the management of forest areas nearby Kisangani. <p>To do this, a sample plot of 25 ha (500m x 500m) was delineated in the southern block of the YFR consists of a mixed woody vegetation and semi-deciduous. A forest inventory was used to analyze the floristic and structural composition of the area. Three techniques (or statistical models) under spatial ecology for the analysis of the horizontal structure of the species were used: the nearest neighbor method of Clark & Evans (1954), the random sampling method Hines & Hines (1979), these two methods based on a single scale analysis of the study plot, and the method of Ripley (1977) allows not only a multi-scale analysis, but also the study of intra- and inter-relationships. Regarding this point, the trees were categorized into three stages of development on the basis of their diameters (young, immature and adult). A comparative and theoretical analysis of the three methods was performed. <p>A total of 169 species belonging to 36 families with 114 genera have been identified and the family Fabaceae which the majority of species belong to the subfamily Caesalpinioideae appeared decisive. Three species have proved the most abundant and the most representative of the stand, and for this reason the subject of all analyzes Gilbertiodendron dewevrei J. Léonard (De Wild) Scorodophloeus zenkeri Harms and Uapaca guineensis Mull. Arg. They all three showed an aggregated structure, and that all scales of analysis. Observed aggregates have a radius of about 25 m distance. The analysis based on the diameter indicated an aggregated structure for smaller diameters and regular for larger and that aggregation decreases with diameter. The results also show that the observed spatial structures depend on the considered analysis of scale and the method used. The method of Clark & Evans is sensitive to the variation in the extent. In this regard, the random sampling of Hines & Hines appeared more suitable than that of Clark & Evans. Ripley's functions and derivatives are effective tools and provide more information. Analyses showed positive associations between G. dewevrei and S. zenkeri, and between G. dewevrei and U. guineensis. By against, independence was found between S. zenkeri and U. guineensis. It also appears that young people are positively associated with the supposed breeding adults and immatures are independent compared to adults. The low or limited seed dispersal near parent trees is the main endogenous factor responsible. This factor also explains the positive associations between youth and adults of the same species. The competition between individuals to space requirements, light or nutrients in the soil, explains the observed regular structure and the independence of immature towards adults. Limited dispersal, however, is not the only factor explaining the spatial aggregation trees, other factors such as environmental heterogeneity (soil, topography, ) or disturbance are probably also involved. Anthropogenic or natural disturbance is an environmentally friendly process that should have played a decisive role in the spatial organization of forest communities. Combined with masting phenomenon, the effects of Janzen-Connell and Ectomycorrhizae, it is very probably the basis of spatial structures and spatial relationships observed between species of the YFR.<p><p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished