Short-term immigration via home range relocation has important implications for metapopulation dynamics, sustainable harvest and pest control strategies, and conservation in populations experiencing high localized mortality. Despite its importance, no suitable theory is available to predict immigration in response to harvest near an adjacent protected area. There is also little information about the factors that influence the magnitude of immigration. I developed a compensatory immigration model to predict the effect of harvesting on immigration under different assumptions about the factors limiting immigration. The model predicts that immigration from protected areas can contribute importantly to total yield and population recovery in the harvest area and can strongly affect demography in the protected area. Immigration and total yield can show complex non-linear relationships with harvesting as the size of the protected area, initial rate of replacement, mobility and behavioral interactions vary. I carried out field experiments to validate the model and assess the relative influence of limiting factors to immigration (i.e. population size in the protected area, the relative habitat quality and functional connectivity between the harvest and protected area). I used longfin (Stegastes dienaceus) and dusky damselfish (S. adustus) as a model system. I first examined functional connectivity by translocating damselfish to investigate which habitat or social features represent a barrier to movement during homing. Small sand gaps constitute a partial barrier to movement, but the effect of sand gap width varies with reef configuration, and fish minimize travel over conspecific territories. I carried out replicated, experimental, incremental reduction of damselfish populations to examine the mechanisms behind home range relocation at the scale of the territory and to evaluate immigration at the landscape scale. At the territory scale, the probability that a territory would be recolonized decreases with local density. Territories tend to be reoccupied by individuals of the same species, sex and size as the original occupant, but territories occupied by larger individuals are more likely to be recolonized. At the landscape scale, models assuming a constant but partial replacement of removed individuals predict immigration much better than models that include either no replacement or complete replacement. In several sites, the best fitting model also included parameters describing density dependence that changed in direction and magnitude with cumulative harvest. Total yield and the proportion of removed individuals replaced by immigrants were correlated with the combined effects of relative habitat quality and connectivity of replicate sites. Overall, my thesis proposes and tests a new compensatory immigration model to predict immigration from protected to harvested areas and suggests that variation in mobility, habitat quality, functional connectivity and behavioral interactions must be considered when predicting the effects of immigration in a harvesting context on metapopulation dynamics, sustainable harvest and conservation. / Dans les populations qui sont soumises à une forte mortalité locale, l'immigration à court terme - via la relocalisation du domaine vital - a d'importantes implications pour la dynamique des métapopulations, l'exploitation soutenable des ressources, la lutte contre les espèces introduites et invasives et la conservation. Malgré son importance, il n'existe pas de théorie prédisant l'immigration dans une zone exploitée à partir d'une zone protégée adjacente. Il existe aussi très peu d'information sur les facteurs influençant l'intensité de l'immigration. J'ai développé un modèle d'immigration compensatoire afin de prédire les effets d'une réduction locale de la densité sur l'immigration en utilisant des scénarios hypothétiques variant dans l'inclusion de facteurs limitant. Le modèle prédit que l'immigration peut contribuer à la récolte totale et à la récupération des populations exploitées et peut affecter la démographie dans la zone protégée. L'immigration et la récolte totale sont reliées de façon complexe et non-linéaire avec l'exploitation cumulative en relation avec la taille de l'aire protégée, le taux initial de remplacement des individus récoltés, la mobilité et les interactions comportementales. Des expériences sur le terrain m'ont permis de valider le modèle et d'estimer l'influence relative de facteurs limitant à l'immigration (i.e. la taille de la population dans la zone protégée, la qualité de l'habitat relative et la connectivité fonctionnelle entre la zone exploitée et la zone protégée). J'ai utilisé la demoiselle noire (Stegastes dienaceus) et la demoiselle brune (S. adustus) et leur habitat comme système modèle. J'ai examiné en premier lieu la connectivité fonctionnelle en relocalisant des demoiselles afin d'investiguer quelles caractéristiques de l'habitat ou caractéristiques sociales peuvent représenter une barrière au mouvement lors du comportement de retour au territoire (ang. « homing »). Les petites étendues de sable constituent une barrière partielle au mouvement mais l'effet de la taille de l'étendue de sable varie en fonction de la configuration des récifs. Les poissons minimisent les mouvements au-dessus des territoires de leur conspécifiques. J'ai également entrepris une réduction expérimentale, incrémentée et répliquée de populations de demoiselles qui a servi à examiner les mécanismes régissant la relocalisation du domaine vital à l'échelle du territoire et l'immigration à l'échelle du paysage. À l'échelle du territoire, la probabilité qu'un territoire soit recolonisé diminue avec une réduction de la densité. Les territoires ont tendance à être recolonisés par des individus de la même espèce, du même sexe et de taille comparable à celle de l'occupant original. Les territoires occupés initialement par les individus les plus gros ont une probabilité plus forte d'être recolonisés. À l'échelle du paysage, les modèles qui assument un remplacement constant mais partiel des individus récoltés ont un meilleur support statistique que les modèles incluant soit un remplacement incomplet ou une absence de remplacement. Dans plusieurs sites où la densité à été manipulée, le modèle ayant le meilleur support statistique incluait également des paramètres modélisant de la densité dépendance (i.e. changement de direction et d'intensité en relation avec la récolte cumulative). La récolte totale et la proportion des individus récoltés qui étaient remplacés par les immigrants étaient corrélées avec l'effet combiné de la qualité de l'habitat et de la connectivité fonctionnelle. En conclusion, ma thèse propose et test un modèle d'immigration compensatoire prédisant l'immigration d'individus habitant les aires protégées vers les zones exploitées. Ce modèle considère la variation de la mobilité, la qualité de l'habitat, la connectivité fonctionnelle et les interactions comportementales afin de prédire les effets de l'immigration dans un contexte d'exploitation soutenable et de conservation à l'échelle de la métapopulation.

Ecological forecasts under climate change are essential to inform biodiversity conservation plans but their non-falsifiable nature requires a thorough evaluation of their framework. Most ecological forecasts under climate change use ecological niche models that correlate environmental variables with the presence or regional density of a species, assuming that the current environmental niche occupied by a species can be used to anticipate its response to environmental change. Despite the large number of ecological forecasts under climate change that have been recently published, most of them are limited to predicting presence using climate variables as predictors. Here I evaluate the importance of incorporating non-climate predictors of regional density in ecological niche models. Given the greater spatial heterogeneity in regional density data compared to presence data, I used geographically weighted regression (GWR), an ecological niche model providing a spatially-explicit description of the influence of ecological predictors. I focused on North American beaver (Castor canadensis) regional density in Québec, Canada, and on human (Homo sapiens) populations in the United States and across the world because of the availability of accurate data on regional density patterns as well as potential non-climatic correlates of regional density. The influence of non-climate predictors of beaver regional density was very important in six commonly used ecological niche models. GWR models of beaver regional density performed as well as the other six ecological models used and the spatial representations of the influence of ecological predictors obtained with GWR models were broadly congruent with current ecological knowledge of beavers. Approximately half the variation in human regional density across the world was explained by GWR models based on climate conditions. Combining these GWR models with forecasted climate change models and forecasted demographic change models led to the first spatially-explicit, global human vulnerability index to climate change. There was a significant negative correlation between the predicted vulnerability to climate change and the per-capita CO2 emissions, suggesting a moral hazard in international climate change policies. The demographic trends in the United States during the 20th century were more strongly correlated with climate variables than socio-economical variables. Additionally, the regional demographic trends were such that the average climate conditions experienced by American citizen became hotter and drier throughout the century. The demographically driven temperature change was six times greater than the natural temperature change. Non-stationary ecological niche models of regional density represent a useful tool in the development of climate change forecasts and adaptation policy for biodiversity in general and human societies in particular. / Les prédictions écologiques dans un contexte de changements climatiques sont essentielles pour l'élaboration de plans de gestion de la biodiversité. Par contre, il est important de s'assurer qu'elles sont conçues de manière appropriée puisqu'elles sont scientifiquement infalsifiables. La majorité de ces prédictions utilise des modèles de niche écologique basés sur des corrélations entre la présence ou la densité régionale d'une espèce et des variables environnementales, en supposant que la niche écologique actuelle d'une espèce peut nous permettre d'anticiper sa réaction face à des conditions environnementales différentes. Malgré le nombre important d'études sur le sujet, la plupart d'entre elles se limite à prédire la distribution d'une espèce en fonction de variables climatiques. J'évalue dans cette thèse l'importance de variables non-climatiques dans les modèles de niche écologique de densité régionale. Compte tenu que la densité régionale d'une espèce a une plus grande hétérogénéité spatiale que sa simple présence, j'ai utilisé des régressions pondérées géographiquement (RPG). Ces RPGs sont des modèles de niche écologique qui permettent de visualiser spatialement l'influence des variables utilisées pour modéliser la niche écologique d'une espèce. Mes analyses sont basées sur le castor (Castor canadensis) au Québec et sur les populations humaines (Homo sapiens) aux États-Unis et sur la planète parce que nous avons des données précises tant sur leur densité régionale que sur les facteurs environnementaux qui peuvent influencer leur densité régionale. Les densités régionales du castor étaient fortement influencées par des facteurs non-climatiques selon six modèles de niche écologique fréquemment utilisés. Les RPGs ont été aussi performant que ces six modèles de niche écologique et la représentation spatiale de l'influence des variables utilisées pour décrire la niche écologique du castor est en accord avec nos connaissances écologiques actuelles. Des RPGs basées sur quelques variables climatiques m'ont permis d'expliquer environ la moitié de la variation des densités régionales humaines sur la planète. J'ai créé le premier indice global et quantitatif des vulnérabilités humaines aux changements climatiques en combinant ces RPGs avec des prévisions démographiques des Nations-Unies. Les vulnérabilités prédites par mes modèles sont significativement négativement corrélées avec les émissions de CO2 per-capita; ce qui suggère un risque subjectif inhérent dans les négations internationales sur les changements climatiques. Les tendances démographiques aux États-Unis durant le 20ième siècle étaient plus fortement corrélées avec des variables climatiques qu'avec des variables socio-économiques. De plus, les tendances démographiques régionales ont fait que la température ressentie par les américains a augmenter au cours du dernier siècle. Ces changements de températures ressentie causés par les tendances démographiques régionales sont six fois plus important que les changements de températures d'origine naturelle. Les modèles de niche écologique spatialement non-stationnaire de densité régionale représente un outil important dans le développement de prédictions écologiques dans un contexte de changements climatiques et peuvent contribuer à l'amélioration des politiques d'adaptations aux changements climatiques tant pour la biodiversité que pour les sociétés humaines.

Experimental studies, in temperate grasslands, assessing the role of biodiversity and its effects on ecosystem functioning have generally shown that a decline in species number has negative effects on ecosystem functioning. Even though, this relationship has been intensively studied in the last ten years, little is known about it in complex and hyperdiverse tropical ecosystems and where species diversity is not manipulated. My research examines the relationship between biodiversity and ecosystem functioning in natural tropical forests with a special focus on scale. This research centers on field studies. The field studies address the relationship between natural tree biodiversity and aboveground biomass, as the ecosystem function of interest, in forest plots of similar physiognomy but different species composition. Specifically, I explored the following questions: (1) How can the relationship between biodiversity and ecosystem functioning be detected in a naturally varying environment and space?, (2) How can different measures of diversity (species versus function) explain tree carbon stocks?, (3) Can we confound the effect of species diversity on tree carbon storage with that of forest structure?, (4) How does this relationship change with different spatial scales?, and (5) Can we extrapolate the results of biodiversity-ecosystem functioning found in experimental plantations to natural forests? Overall, my thesis has found that environmental factors related to topography, soil physical factors, and nutrients have little effect on aboveground biomass in tropical ecosystems. Species richness alone cannot be used as a predictor for aboveground biomass, however, if reduced to functional types, its explanatory power increases. Functional traits can be useful to unveil the relationship of aboveground biomass and tree diversity, by reducing species to functional types. Forest structure correlates strongly with aboveground biomass independently of scale, but forest structure is interlinked with species functional traits. Finally, we have to be cautious in extrapolating results found in experimental plantations to natural forests. / Des études expérimentales qui ont été effectuées dans des systèmes expérimentaux herbacés du milieu tempéré afin d'évaluer le rôle de la diversité biologique et ses effets sur le fonctionnement de l'écosystème ont généralement pu montrer que le déclin dans le nombre d'espèces a un effet négatif sur le fonctionnement de l'écosystème. Même si cette relation a été étudiée de façon intensive au cours des dix dernières années, très peu est encore connu à ce propos dans les écosystèmes tropicaux, beaucoup plus complexes et mégadiversifiés. Mes travaux de recherche examinent la relation entre diversité biologique et fonction de l'écosystème dans les forêts naturelles tropicales, en mettant l'emphase sur la question d'échelle. Cette recherche est basée sur une approche de terrain, en opposition avec une approche théorique. L'approche de terrain aborde la relation entre la diversité biologique à l'état naturel et les fonctions d'écosystème dans des parcelles forestières de physionomies similaires mais d'une composition en espèces différente. De façon plus spécifique, j'explore les questions suivantes : (1) Comment la relation entre diversité biologique et fonction d'écosystème peut-elle être détectée dans un environnement et un espace naturel changeant?, (2) Comment différentes mesures de diversité (espèces vs fonction) expliquent-elles les stocks de carbone dans les arbres?, (3) Pouvons-nous confondre l'effet de la diversité en espèces sur l'entreposage du carbone dans les arbres avec l'effet de la structure de la forêt? (4) Comment cette relation change-t-elle avec différentes échelles spatiales? (5) Pouvons-nous extrapoler les résultats obtenus dans des plantations expérimentales aux forêts naturelles dans les tropiques en ce qui a trait à la relation entre biodiversité et fonction d'écosystème? Ainsi, ma thèse montre que pour les écosystèmes tropicaux, les facteurs environnementaux tels que ceux reliés à la topographie, les facteurs physiques et les nutriments des sols ont peu d'effet sur l'entreposage du carbone dans les arbres. De plus, la richesse en espèces ne peut pas à elle prédire de l'entreposage de carbone dans les arbres, cependant lorsque celle-ci est divisée par types fonctionnels, sa puissance explicative augmente. Les traits fonctionnels peuvent donc être utiles pour révéler une relation entre le stockage du carbone et la diversité en arbres en réduisant les espèces en des types fonctionnels. La structure de la forêt est le moteur principal du stockage arboricole du carbone indépendamment de l'échelle, par contre cette dernière est reliée aux traits fonctionnels des espèces. Finalement, nous avons pu montrer que la prudence est de mise en ce qui concerne toute possible extrapolation de résultats provenant de plantations expérimentales à des forêts naturelles dans les tropiques.

The squirrelfishes and soldierfishes, family Holocentridae, show site fidelity to their diurnal refuges on coral reefs. Species feeding at night on benthic crustaceans partition food and foraging habitats. However, it is not known whether holocentrids also partition diurnal resting habitats and refuge sites or how their density and size vary with habitat and refuge characteristics. I examined the diurnal distribution, density and size of holocentrids on the west coast of Barbados, West Indies, to determine how they are influenced by the habitat at three spatial scales. At the meso-scale, I surveyed 42 transects on seven sites located in five different zones of three different reefs. I recorded six holocentrid species that varied in density among sites and were strongly associated with habitat characteristics, although sites alone explained most of the variation. At the micro-scale, I recorded the presence of species and characterized substratum composition and topography of 5 quadrats (4 x 4 m) within each transect, but little of the variation in community composition was explained by habitat at this scale. At the refuge scale, four species common enough to analyze occupied 248 holes and spaces under ledges that varied in their volume, orientation, light intensity and presence of cleaner fish. Refuge volume was an important determinant of the biomass of the fishes it contained, due to positive relationships with both the number and size of the occupants, even though holocentrids were usually considerably smaller than the refuge they occupied. Species differed in social organizations and different species and social organizations occupied refuges of different sizes. This thesis provides the first detailed examination of diurnal habitat use in the Holocentridae and shows that their density, biomass and social organization is related to habitat and differs among species at some scales but not others. / Les poissons écureuils et poissons soldats, de la famille des Holocentridae, sont fidèles à leurs refuges diurnes sur les récifs coralliens. Il est suggéré que les espèces qui se nourrissent la nuit de crustacés benthiques se partagent la nourriture et la niche alimentaire. Cependant, il subsiste peu d'information sur comment les poissons Holocentridae se partagent les habitats de repos diurnes et les sites de refuges. Nous ignorons également comment la densité et la taille de ces poissons peuvent varier en fonction de l'habitat et des caractéristiques des refuges. J'ai examiné la distribution diurne, la densité et la taille des poissons Holocentridae sur deux récifs frangeants et une section d'un banc de coraux bordant la côte ouest de la Barbade, Inde Occidentale, afin de déterminer comment la distribution, la densité et la taille des poissons Holocentridae sont influencés par l'habitat à trois échelles spatiales. À l'échelle intermédiaire des sites, j'ai recensé les poissons Holocentridae dans 42 transects distribués sur sept sites situés dans cinq zones différentes sur trois récifs différents. J'ai observé six espèces de poissons Holocentridae dont les densités variaient entre les sites et étaient fortement associées avec les caractéristiques de l'habitat, même si les sites à eux seuls expliquaient la majorité de la variation du système. À plus petite échelle, j'ai recensé la présence d'espèces de poissons Holocentridae dans 5 quadrats (4 x 4 m) à l'intérieur de chaque transect et j'ai caractérisé la composition du substrat et la topographie. À cette échelle, même après avoir contrôlé l'effet des sites et des transects, seulement une très petite portion de la variation dans la composition de la communauté des poissons Holocentridae était expliquée par l'habitat. À une échelle encore plus petite, celle des refuges occupés par les poissons Holocentridae, quatre espèces étaient suffisamment abondante

This research investigated the life history and demographics of exploited, tropical seahorses. My thesis was designed to use the unusual morphology of seahorses (Hippocampus comes and H. spinosissimus in the central Philippines), to test the life history structure and strategies of tropical reef fishes. I then made direct use of ecological findings in order to evaluate risk associated with the capture of tropical seahorses for active and growing international markets. Hippocampus comes has a broadly bipartite life history comprising three biologically distinct phases; planktonic newborns, settled juveniles and adults. Most vital rates that govern the population turnover of H. comes confer low susceptibility to risk. Simultaneously, aspects of abundance (range and distribution), developed parental care, behaviour and susceptibility to fishing, increase the species' inherent vulnerability. Stage-structured matrix models examined the outcomes of temporal closures and size-based harvesting for managing artisanal seahorse fisheries. Simulations showed that when fishing occurred throughout the year at relevant intensities, slot sizes provided better protection for populations than minimum size limits, as well as greater cumulative catches over 10 year time horizons. The ontogenetic ecology of tropical seahorses is comparable to most warm-water reef fishes, sharing: 1) a broadly bipartite life history, 2) dispersal likely to confer demographic connectivity at the scale of 10s-100s of km, 3) young that advect passively early in the pelagic phase, and 4) ontogenetic habitat associations that segregate benthic individuals into multiple ecologically distinct stages. Unusually, seahorses have: 1) a pelagic phase inferred to last between 5- / Cette recherche a examiné le cycle biologique et l'ontogénie des hippocampes tropicaux exploités. Ma thèse visa à utiliser la morphologie particulière des hippocampes (Hippocampus comes et H. spinosissimus de la région centre des Philippines) afin d'évaluer la structure et les stratégies particulières du cycle biologique de poissons tropicaux. J'ai par la suite employé les résultats avec pertinence écologique, afin d'évaluer le risque associé avec l'exploitation des espèces d'hippocampes tropicales, destiné à subvenir à une demande internationale de plus en plus importante. Hippocampus comes est caractérisé par un cycle biologique généralement bi-phasique, composé de trois phases distinctes: des nouveaux-nés planctoniques, des juvéniles ainsi qu'adultes benthiques. En raison des caractéristiques démographiques contrôlant les populations de H. comes, celles-ci ne sont probablement pas très susceptibles aux effets de l'exploitation. Par contre, certains aspects touchant à leur abondance (distribution et gamme), la présence de soins parentaux, leur comportement et susceptibilité à la pêche, augmentent la vulnérabilité inhérente de cette espèce. Afin d'explorer diverses options de gestion pour la pêcherie artisanale ciblant l'hippocampe, nous avons développé des modèles matriciels incluant des scénarios de fermetures temporelles et de stratégie d'exploitation basée sur la taille. En supposant des pêcheries actives toute l'année, les simulations suggèrent que l'utilisation d'une fourchette de taille, plutôt qu'une taille minimale légale, assure une meilleure protection des populations et garantit le meilleur rendement cumulatif sur une période de 10 ans. L'ontogénie écologique de

Freshwater and terrestrial ecosystems are tightly linked by food web interactions. Naturally occurring carbon and nitrogen stable isotopes provide a tool to quantify nutrient flows across ecological boundaries, however their application to freshwater-terrestrial systems has been limited. This thesis evaluated whether stable isotope analysis can be effective in differentiating freshwater and terrestrial vascular plants at the base of subarctic food webs and found freshwater plants to be consistently enriched in their isotopic signatures relative to terrestrial plants. Stable isotope approaches were then used to investigate spatial and temporal variability in the diet of a population of subarctic beavers (Castor canadensis). Freshwater macrophytes contributed more to the diets of beavers than previously reported. During the winter, beavers from pond habitats consumed more aquatic vegetation than beavers from stream habitats which relied more heavily on food hoards of terrestrial vegetation. Aquatic foraging may enable beavers to persist at the northern periphery of their range by reducing foraging pressure on the subarctic terrestrial ecosystem where their preferred tree species are scarce. / Les écosystèmes d'eau douce et terrestres sont liés par les interactions trophiques. Les isotopes stables naturels de carbone et d'azote offrent une méthode pour quantifier les transferts de nutriments entre les frontières écologiques, mais leurs applications aux systèmes d'eau douce-terrestres sont encore limitées. Cette thèse évalue l'efficacité des isotopes stables pour distinguer les plantes vasculaires d'eau douces et terrestres qui forment la base des chaînes alimentaires subarctiques. Nous avons trouvé qu'en général les plantes aquatiques avaient des signatures isotopiques enrichies par rapport aux plantes terrestres. Nous avons ensuite employé les techniques d'isotopes stables pour évaluer la variabilité spatiale et temporale dans le régime alimentaire d'une population de castors (Castor canadensis) subarctiques. Les macrophytes aquatiques semblent avoir une place plus importante dans le régime alimentaire des castors en comparaison avec la littérature disponible. Durant l'hiver, les castors qui habitaient les lacs ont consommé plus de végétation aquatique par rapport aux castors qui habitaient dans les rivières, ceux-ci comptant plutôt sur les provisions de végétation terrestre. L'accumulation de provisions constituées de plantes aquatiques peut permettre aux castors de persister à la limite de leurs aires de distribution où les arbres préférés des castors sont rares. Ainsi, ce phénomène pourrait réduire la pression des herbivores sur ces écosystèmes terrestres à faible productivité.

In the mixedwood-boreal transitional forest of northwestern Quebec, the establishment of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) has been observed at the extremes of their regional distribution, in areas previously dominated by black spruce (Picea mariana (Miller) BSP). Our main objective was to explore how climate change could affect the growth and performance of aspen and black spruce. Climate change simulation was provided by the installation of twenty open-top chambers (OTCs) and twenty control plots in the summer of 2005 at three disturbed sites (post-fire, logging road and logging). Each plot enclosed a pair of aspen and spruce seedlings. In comparison to control plots, the conditions in the OTCs were marked by higher air temperatures (2-3°C), drier soil (up to 10% volumetric moisture content) and cooler soil (up to 2.6°C), lower supply rates of Ca and Mg, and slower decomposition of aspen litter. Warm weather and high rainfall were likely responsible for increased height growth and advanced spring bud burst of aspen growing in the OTCs during the 2006 growing season, but not during the cooler and drier season of 2007. Leaf calcium concentration was higher, and beetle leaf herbivory was lower for OTC aspen in comparison to control plot aspen. Spruce was not affected by OTC treatment in terms of height growth, but its final dry biomass was higher, and spring bud burst was advanced by 2-3 days in the OTCs compared to control plots. Both species showed trends of higher root tip number and lower % ectomycorrhizae (ECM) colonization in the OTCs, and vice versa in the control plots. Aspen appeared to be more dependent on ECM colonization; therefore, potential ef / L'établissement de peupliers faux-trembles (Populus tremuloides Michx.) fut observé au nord de sa distribution, dans la forêt boréale mixte, en des endroits auparavant dominés par l'épinette noire (Picea mariana (Miller) BSP). Nous avons réalisé une simulation de réchauffement climatique, dans le but d'explorer comment les changements climatiques pourraient influencer la croissance du peuplier faux-tremble et de l'épinette noire. Le traitement de réchauffement fut fourni par l'installation, à l'été 2005, de vingt chambres sans toit (CST) et de vingt parcelles témoins et ce, sur trois sites distincts (post-incendie, route forestière et site de coupe). Chaque parcelle comprenait un jeune peuplier faux-tremble et une jeune épinette noire. Comparativement aux parcelles témoins, les conditions dans les CST furent marquées par des températures supérieures (2-3°C), un sol plus sec (jusqu'à 10% du contenu volumétrique) et plus frais (jusqu'à 2,6°C), une disponibilité plus faible du Ca et du Mg, ainsi que par une décomposition plus lente de la litière de peuplier faux-tremble. Les conditions plus chaudes et les précipitations plus intenses de la saison 2006 furent probablement responsables pour la croissance supérieure et l'éclosion plus hâtive des bourgeons, mais pas durant la saison fraîche et pluvieuse de 2007. Les dommages dus aux coléoptères furent moins importants dans les CST, ce qui peut être explicable par la concentration foliaire de calcium supérieure qu'on y observa. La croissance de l'épinette noire ne fut pas affectée en terme de hauteur par les CST, mais sa biomasse finale y était supérieure et l'éclosion des bourgeons s

Processes at multiple spatial scales can interact to structure community diversity. I looked at the effects of both dispersal and local dynamics on spider diversity in young buckthorn trees in an old field system in southwestern Québec, Canada. I investigated the rate, mechanism, and timescale of spider re-colonization of emptied trees and found that the rate fluctuated, peaking in mid-June and early August. Preventing cursorial immigration only significantly reduced immigrant abundance of the jumping spider guild (Salticidae), but it reduced species richness and changed taxonomic composition of immigrants. At peak immigration times, four days was enough time for emptied trees to be fully re-colonized such that spider abundance, species richness, and composition matched that in undisturbed trees, suggesting an important role for dispersal in structuring spider diversity in this system. I used a diversity addition experiment to test whether spider diversity is limited only by dispersal and found that local dynamics also limit spider diversity. This work contributes to understanding the forces structuring arboreal spider assemblages. / Certains processus à des échelles spatiales diverses intéragissent avec la structure des communautés. Je me suis intéressée à la fois aux effets de colonisation et de dynamiques locales sur la diversité des araignées dans un champ à l'abandon peuplé d'arbustes situé au sud-ouest du Québec, au Canada. J'ai étudié les mécanismes, variations temporelles et taux de recolonisation d'arbustes préalablement vidés de leurs araignées et j'ai observé que le taux de recolonisation connaissait un pic d'activité entre la mi-Juin et le début Août. Seule l'abondance de la guilde des araignées sauteuses (Salticidae) a été réduite en empêchant la recolonisation terrestre. Cette manipulation a cependant diminué la diversité des espèces collectées et a modifié la composition taxonomique des colonisateurs. Lors des pics de recolonisation, quatres jours ont suffisaient pour permettre la recolonisation totale des arbres vides, de sorte que l'abondance, la richesse et la composition taxonomique correspondent avec celles des arbres témoins. Ceci suggère que la colonisation joue un rôle important dans structuration de la diversité de ce système. Des expériences d'ajout d'espèces ont permis de vérifier si la diversité des araignées est limitée seulement par la colonisation, et ont mis en évidence que des dynamiques locales intervenaient également. Ce travail contribue à une meilleure connaissance des processus structurant les assemblages d'araignées dans les systèmes arbustifs.

Managing introduced species, a current environmental problem, is hindered by real-world limitations of personnel, data, and funding. Monitoring is an important precursor to effective management because detecting an introduced species when its population is localized and at low density (i.e., early detection) maximizes the probability of successful eradication. Often introduced species are only detected years after the initial introduction, when eradication is no longer a viable option. Therefore, in this thesis we developed and analyzed techniques to better monitor and model the spread of the European green crab (Carcinus maenas) and the Asian shore crab (Hemigrapsus sanguineus). To overcome issues of insufficient amounts of data and personnel, we recruited nearly a thousand volunteers and validated their ability to identify introduced and native species of crabs with high levels of accuracy (Chapter 1). To increase the probability of early detection, we need to not only increase sampling intensity, but also to identify more effective and efficient sampling techniques. Therefore, we developed a quantitative, standardized experimental field approach for comparing the sensitivity of different sampling techniques for detecting organisms at low densities (Chapter 2). Even with an efficient sampling technique and increased resources of a validated volunteer monitoring network, we are still not adequately equipped for early detection monitoring on the large-scale. Since it is infeasible to monitor everywhere a species could be introduced, we should monitor where they are more likely to arrive and manage them where their impact will be greatest. To address this problem we modified an oceanographic model, incorporated biological behaviors, used extensive field data to parameterize and validate the model's ability to forecast areas that are most likely to be colonized, so we can optimally allocate our limited res / La gestion des espèces introduites est un problème environnemental pressant qui est souvent entravé par des limites de personnel, de données et de financement. La surveillance est un prérequis important afin de gérer les espèces introduites de façon efficace puisque la détection hâtive de ces espèces, lorsqu'elles sont peu dispersées et à faible densité, maximise la probabilité de les éradiquer. Il arrive souvent que les espèces introduites soient détectées plusieurs années après leur établissement, lorsqu'il n'est plus possible de les éradiquer. L'un des objectifs de cette thèse est donc de développer et d'évaluer des méthodes servant à détecter et à modéliser la propagation de deux espèces invasives: le crabe vert européen (Carcinus maenas) et le crabe asiatique (Hemigrapsus sanguineus). Pour surmonter des difficultés courantes liées à un manque de données et de personnel, nous avons recruté mille volontaires et nous avons validé leur aptitude à identifier de façon précise des espèces de crabes natives et introduites (Chapitre 1). Afin d'augmenter la probabilité de détection hâtive, il n'est pas seulement nécessaire d'augmenter la fréquence d'échantillonnage, mais aussi de déterminer quelles sont les techniques d'échantillonnage les plus efficaces. Par conséquent, nous avons développé une méthode expérimentale quantitative et standardisée servant à comparer la sensibilité de différentes techniques d'échantillonnage pour détecter des organismes présents en faible densité sur le terrain (Chapitre 2). Même avec des techniques d'échantillonnage efficaces et un système de surveillance reposant sur des volontaires formés à l'avance, il est très difficile de surveiller des aires à très grande échelle et de permettre la détection hâtive. Étant donné ces difficultés, il est nécessaire de surveiller les endroits les plus susceptibles

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