Master's thesis. / Format: PDF. Bibl.

A crucial question in the debate about reintroducing elephant culling is whether the long-term effects of elephants and mesobrowsers on woodlands are similar. Sufficiently high biomass-densities of mesobrowsers may, following reduction or removal of elephants, continue to heavily impact earlier life-history stages of a similar suite of woody plants that elephant impacted, preventing these species from maturing. Thus a similar end-point for woodland structure and composition is achieved. No study exists in the literature where woody plant and habitat utilisation of the savanna browser guild has been determined in the same locality over the same period. A review of 49 years of literature implied that the two groups impact the same core woody-species in the same habitats. Dietary and habitat utilisation of guild members was determined in Hluhluwe-iMfolozi Park, South Africa. A small suite (n = 8) of woody species formed the core diet of all guild members. Herbivores’ densities were determined using a novel GIS approach; all members of the guild showed extensive overlap in habitat use. GPS collars and a GIS were then used to detect zones of different density of impala in the landscape, thus defining, for the first time, a natural fine-grain browsing gradient. Densities of woody seedlings were significantly less (average 48% reduction) in areas of high versus low impala density. A simple browse-browser model, incorporating, in a novel approach, functional groups of plant species, was parameterised from these results and an extensive review of the literature. Outputs suggest that over the long-term (100 years), impala will have a similar impact on woodland structure as elephant. An apparently strong synergistic effect between impala and elephant impact, suggests that reduction or removal of either impala or elephant will radically reduce long-term destruction of woodlands. In smaller or medium sized reserves, where control of mesobrowser populations is practical, profitable and more acceptable than elephant culling, these findings imply a re-direction of management efforts. Management should consider the biomass-density of both groups, rather than just focus on the system’s perceived ‘keystone’ species. Such principles may also apply to temperate and other systems.

Cette thèse a pour objectif d'analyser et de prédire la présence et l'abondance des espèces de sous-bois localement aux facteurs liés à la structure du peuplement (ouverture de la canopée) et selon différents contextes de milieu (pH du sol). Ainsi, cette thèse vise à évaluer si l'impact du pH du sol, de l'ouverture de la canopée et du climat a un effet similaire sur la distribution de présence et d'abondance. A cet effet, nous avons utilisé des relevés floristiques et dendrométriques effectués cinq ans après l'ouverture de la canopée (293 trouées - Nord-est de la France) et sous peuplements fermés (10 996 sites - France). Nous avons modélisé les distributions de présence et d'abondance des espèces (i) premièrement, au niveau régional, en relation avec un facteur local d'ouverture de la canopée et un facteur régional de pH du sol et (ii) deuxièmement, au niveau national, en relation avec un facteur de pH du sol et le climat. Au niveau régional, les résultats indiquent que la prise en compte simultanée d'un facteur local d'ouverture de la canopée et d'un facteur régional de pH du sol permet de déterminer les distributions des espèces cinq ans après son ouverture. Nous avons pu quantifier les conditions optimales des principales essences feuillues au stade juvénile et des espèces herbacées associées à l'ouverture de la canopée et le pH du sol. Au niveau national, nos résultats montrent que les modèles de distribution d'espèces issus de données présence-absence indiquent l'optimum écologique de l'abondance selon les gradients climatiques et le pH du sol, mais désignent des habitats géographique trop importants à cause d'une surestimation de l'amplitude écologique.

La thèse s'inscrit dans l'étude de la structuration des forêts à partir des propriétés de la canopée telles que décrites par la distribution spatiale ou la taille des houppiers des arbres dominants. L'approche suivie est fondée sur la théorie des Processus Ponctuels Marqués (PPM) qui permet de modéliser ces houppiers comme des disques sur images considérées comme un espace 2D. Le travail a consisté à évaluer le potentiel des PPM pour détecter automatiquement les houppiers d'arbres dans des images optiques de très résolution spatiale acquises sur des forêts de mangroves et des plantations d'Eucalyptus. Pour les mangroves, nous avons également travaillé sur des images simulées de réflectance et des données Lidar. Différentes adaptations (paramétrage, modèles d'énergie) de la méthode de PPM ont été testées et comparées grâce à des indices quantitatifs de comparaison entre résultats de la détection et références de positionnement issues du terrain, de photo-interprétation ou de maquettes forestières. Dans le cas des mangroves, les tailles de houppier estimées par détection restent cohérentes avec les sorties des modèles allométriques disponibles. Les résultats thématiques indiquent que la détection par PPM permet de cartographier dans une jeune plantation d'Eucalyptus la densité locale d'arbres dont la taille des houppiers est proche de la résolution spatiale de l'image (0.5m). Cependant, la qualité de la détection diminue quand le couvert se complexifie. Ce travail dresse plusieurs pistes de recherche tant mathématique, comme la prise en compte des objets de forme complexe, que thématiques, comme l'apport des informations forestières à des échelles pertinentes pour la mise au point de méthodes de télédétection.

Orientador: Reinaldo José Fazzio Feres / Banca: Gilberto José de Moraes / Banca: Aníbal Ramadan Oliveira / Banca: Antonio Carlos Lofego / Banca: Marineide Rosa Vieira / Resumo: O conhecimento atual sobre a diversidade biológica do planeta é extremamente escasso, sendo preocupante se considerarmos o atual ritmo de destruição dos ecossistemas naturais. A diversidade de espécies é ameaçada principalmente pela fragmentação e pela perda de hábitat. Com o processo da fragmentação os remanescentes ficam rodeados de matrizes de diferentes vegetações, expondo os organismos às condições de um ecossistema circunvizinho diferente. Este estudo foi realizado em 18 fragmentos florestais, nove pequenos (50 a 150 ha) e nove grandes (> 200 ha), e teve o objetivo de verificar se a fragmentação florestal afeta a acarofauna associada à vegetação. Foram selecionados e marcados em oito fragmentos, quatro pequenos e quatro grandes, dez indivíduos de Actinostemon communis (Euphorbiaceae) e dez de Trichilia casaretti (Meliaceae), sendo cinco localizados na borda, e cinco no interior dos fragmentos. A avaliação do efeito da matriz nos fragmentos foi realizada com base na acarofauna presente em A. communis em seis fragmentos, dois vizinhos para cada tipo de matriz (canavial, laranjal e áreas de pastagens). Foram amostrados em média, por indivíduo, 39 folhas de A. communis e 21 folíolos de T. casaretti, em coletas trimestrais. Nas duas espécies de plantas, foram registradas 124 espécies, pertencentes a 21 famílias. As maiores abundâncias foram registradas nas coletas realizadas em outubro para A. communis, e em julho de 2007 para T. casaretti. Já a maior riqueza, para ambas as plantas, foi registrada em abril e julho, e a menor em outubro. De acordo com os nossos resultados, o tamanho, a localização das plantas e a matriz circunvizinha podem influenciar a ocorrência e abundância de ácaros nos fragmentos. A maior similaridade registrada em dois fragmentos, provavelmente foi influenciada pelo formato do fragmento, como também pelo tamanho e a matriz... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The current knowledge about earth's biological diversity is extremely scarce, being a major concern if we consider the current rate of destruction of natural ecosystems. The main threats to biological diversity are fragmentation and habitat loss. The process of fragmentation subjects the forest remnants to a matrix of different types of vegetation, exposing the organisms to the conditions of a different adjacent ecosystem. This study was carried out in 18 forest fragments, nine small (50 to 150 ha) and nine large (> 200 ha), and its main objective was to verify if forest fragmentation affects the mite fauna associated to the vegetation. We selected and marked in four small and four large fragments ten specimens of Actinostemon communis (Euphorbiaceae) and ten of Trichilia casaretti (Meliaceae), five of each at the forest edge and five whitin each fragment. The evaluation of the effect of the matrix in the fragments was based on the resident mite fauna in A. communis in six fragments, two neighbors for each matrix type (sugar cane crop, orange crop and areas of pastures). We sampled on average, per individual plant, 39 leaves of A. communis and 21 leaflets of T. casaretti, in 3-monthly samplings accomplished from July 2007 to April 2009. We recorded 124 species in the two plants, belonging to 21 families. The highest abundances were recorded in two samples accomplished in October in A. communis, and in July 2007 for T. casaretti. The largest mite species richness, for both plants, was recorded in April and July, and the lowest one in October. According to our results, the size, the location of plants and the adjacent matrix do influences the occurrence and abundance of mites in the fragments. The highest similarity recorded between two fragments was probably influenced by the shape of the fragments, as well as by the size and the adjacent matrix. The highest diversity... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-04Bitstream added on 2014-06-13T20:40:49Z : No. of bitstreams: 1 demite_pr_dr_sjrp.pdf: 667186 bytes, checksum: c3d7c4da7634c0e00bdbb8876593dbbf (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O conhecimento atual sobre a diversidade biológica do planeta é extremamente escasso, sendo preocupante se considerarmos o atual ritmo de destruição dos ecossistemas naturais. A diversidade de espécies é ameaçada principalmente pela fragmentação e pela perda de hábitat. Com o processo da fragmentação os remanescentes ficam rodeados de matrizes de diferentes vegetações, expondo os organismos às condições de um ecossistema circunvizinho diferente. Este estudo foi realizado em 18 fragmentos florestais, nove pequenos (50 a 150 ha) e nove grandes (> 200 ha), e teve o objetivo de verificar se a fragmentação florestal afeta a acarofauna associada à vegetação. Foram selecionados e marcados em oito fragmentos, quatro pequenos e quatro grandes, dez indivíduos de Actinostemon communis (Euphorbiaceae) e dez de Trichilia casaretti (Meliaceae), sendo cinco localizados na borda, e cinco no interior dos fragmentos. A avaliação do efeito da matriz nos fragmentos foi realizada com base na acarofauna presente em A. communis em seis fragmentos, dois vizinhos para cada tipo de matriz (canavial, laranjal e áreas de pastagens). Foram amostrados em média, por indivíduo, 39 folhas de A. communis e 21 folíolos de T. casaretti, em coletas trimestrais. Nas duas espécies de plantas, foram registradas 124 espécies, pertencentes a 21 famílias. As maiores abundâncias foram registradas nas coletas realizadas em outubro para A. communis, e em julho de 2007 para T. casaretti. Já a maior riqueza, para ambas as plantas, foi registrada em abril e julho, e a menor em outubro. De acordo com os nossos resultados, o tamanho, a localização das plantas e a matriz circunvizinha podem influenciar a ocorrência e abundância de ácaros nos fragmentos. A maior similaridade registrada em dois fragmentos, provavelmente foi influenciada pelo formato do fragmento, como também pelo tamanho e a matriz... / The current knowledge about earth’s biological diversity is extremely scarce, being a major concern if we consider the current rate of destruction of natural ecosystems. The main threats to biological diversity are fragmentation and habitat loss. The process of fragmentation subjects the forest remnants to a matrix of different types of vegetation, exposing the organisms to the conditions of a different adjacent ecosystem. This study was carried out in 18 forest fragments, nine small (50 to 150 ha) and nine large (> 200 ha), and its main objective was to verify if forest fragmentation affects the mite fauna associated to the vegetation. We selected and marked in four small and four large fragments ten specimens of Actinostemon communis (Euphorbiaceae) and ten of Trichilia casaretti (Meliaceae), five of each at the forest edge and five whitin each fragment. The evaluation of the effect of the matrix in the fragments was based on the resident mite fauna in A. communis in six fragments, two neighbors for each matrix type (sugar cane crop, orange crop and areas of pastures). We sampled on average, per individual plant, 39 leaves of A. communis and 21 leaflets of T. casaretti, in 3-monthly samplings accomplished from July 2007 to April 2009. We recorded 124 species in the two plants, belonging to 21 families. The highest abundances were recorded in two samples accomplished in October in A. communis, and in July 2007 for T. casaretti. The largest mite species richness, for both plants, was recorded in April and July, and the lowest one in October. According to our results, the size, the location of plants and the adjacent matrix do influences the occurrence and abundance of mites in the fragments. The highest similarity recorded between two fragments was probably influenced by the shape of the fragments, as well as by the size and the adjacent matrix. The highest diversity... (Complete abstract click electronic access below)

Les hauts de falaises littorales atlantiques présentent des végétations originales de pelouses aérohalines et de landes littorales adaptées aux fortes contraintes écologiques. Depuis la fin de la seconde guerre mondiale, le développement de nouvelles activités anthropiques, dont le tourisme, a provoqué la dégradation de ces habitats à forte valeur patrimoniale. De nombreux projets de restauration ont été lancés depuis les années 1990, fondés majoritairement sur la recolonisation spontanée de la végétation par mise en défens des zones dégradées, et complétés ponctuellement par des méthodes plus actives de génie écologique. Ce travail apporte des connaissances scientifiques pour évaluer et améliorer ces opérations de restauration et constitue une contribution à la discipline de l'écologie de la restauration. L'analyse de données diachroniques de points-contacts disponibles à long terme sur plusieurs sites en cours de recolonisation démontre que la restauration fondée sur la succession de la végétation est une méthode efficace à court ou à moyen terme. Plusieurs trajectoires de restauration sont mises en évidence selon le niveau d'exposition ou de dégradation initiale. L'utilisation du modèle des matrices des transitions permet de décrire la succession de manière probabiliste et de mettre en évidence les potentialités de prédiction de la dynamique végétale, montrant la difficulté de réaliser des prévisions à partir des premières années de succession. Plusieurs facteurs abiotiques et biotiques sont étudiés afin de déterminer leur implication sur le fonctionnement des végétations et sur leur capacité de résilience. La complexité de la topographie, combinée à la fluctuation des directions du vent, apparaissent responsables de fortes variations locales des gradients de contraintes qui doivent être prises en compte lors des projets de restauration, avec un rôle prédominant du dépôt de sel sur la nature de la végétation potentielle. L'étude de l'évolution de la végétation, de la banque de graines et du sol, en fonction du niveau de dégradation, met en évidence des seuils de dégradation biotique et abiotique. Les dégradations importantes provoquent la disparition des espèces cibles de la banque de graines, remplacées par des espèces pionnières tolérantes aux perturbations qui colonisent rapidement le sol nu dès l'arrêt de la perturbation. Les caractéristiques intrinsèques des sols de pelouse aérohaline et de lande induisent différentes réponses des paramètres édaphiques à la dégradation, le taux de carbone organique et le taux d'humidité sont des indicateurs pertinents pour évaluer le niveau de dégradation des sols. Les méthodes de restauration active les plus efficaces agissent sur les filtres biotique et abiotique environnementaux modifiés par la perturbation anthropique. Les expériences réalisées sur les modalités les plus communément utilisées pour la restauration de ces végétations montrent que l'apport de litière est la méthode la plus performante, avec le géotextile et l'apport de produit de fauche. Ces méthodes montrent une efficacité moindre en situation exposée, confirmant l'effet limitant des contraintes sur la restauration de la végétation. Les résultats de ce travail apportent de nombreux éléments permettant de mieux cerner la structure et le fonctionnement de ces écosystèmes et fournissent un cadre scientifique pour l'amélioration des opérations de restauration écologique.

En Afrique Centrale, l'exploitation de la forêt tropicale humide représente un secteur économique important pour les pays de la région, autant par les devises qu'elle rapporte que par les emplois qu'elle génère. Ces forêts sont également pour les populations locales une réserve essentielle de ressources (produits forestiers non ligneux, protéines par l'intermédiaire de la chasse). La gestion durable de ces forêts repose souvent sur des modèles de dynamique de population structurée en taille appelés aussi modèles matriciels, qui décrivent la dynamique forestière et permettent de prédire l'évolution temporelle du stock de bois. La précision des prédictions du modèle est directement liée à la précision des estimations des paramètres du modèle. Ces paramètres, appelés aussi taux vitaux, incluent les taux de croissance, de recrutement et de mortalité. Il existe deux principales sources de variabilité dans l'estimation des paramètres : la variabilité d'échantillonnage, et la variabilité environnementale. La variabilité d'échantillonnage dépend de la quantité de données disponibles pour estimer les paramètres. Comme les forêts tropicales humides ont une richesse spécifique élevée avec beaucoup d'espèces rares, la plupart des paramètres estimés pour chaque espèce ont une erreur forte. Une manière de résoudre ce problème est de regrouper les espèces ayant un comportement démographique similaire afin d'augmenter le nombre d'observations disponibles. La variabilité due à l'environnement est liée aux variations spatiales et temporelles des paramètres de transition en raison des fluctuations de l'environnement (comme le climat ou le sol). Ce type de variabilité n'est pas encore pris en compte dans les modèles utilisés par les gestionnaires forestiers. L'objectif de l'étude est d'intégrer la variabilité liée au climat (pluviosité) dans les prédictions de la dynamique forestière et de regrouper les espèces en fonction de leur réponse à la pluviosité. Dans un premier temps, nous regroupons les espèces et déterminons simultanément la relation entre les taux de croissance, de mortalité et de recrutement, et les variables climatiques, pour chacun des groupes d'espèces à l'aide d'un modèle de mélange de régressions. Les données sur lesquelles le modèle est ajusté proviennent de placettes permanentes (40 ha, 25 ans de suivi) situées à M'Baïki, en République Centrafricaine. Les placettes sont installées dans une forêt mixte semi-décidue, où le climat présente une saison sèche marquée et où la pluviosité annuelle moyenne est de 1739mm. Les variables climatiques utilisées sont la longueur de la saison sèche, la pluviosité moyenne pendant la saison sèche et la réserve en eau du sol annuelle moyenne. La réponse de la croissance, de la mortalité et du recrutement aux variables climatiques varie selon les espèces. Neuf groupes de réponse ont été déterminés pour la croissance, trois pour la mortalité et cinq pour le recrutement. Les groupes de réponse basés sur la croissance montrent une corrélation entre la réponse à la sécheresse et la tolérance à l'ombre des espèces. Dans un second temps, nous prédisons la dynamique du peuplement forestier qui intègre la variabilité des précipitations, et la variabilité de la réponse des espèces à la pluviosité. La dynamique du peuplement est prédite pour 3 scénarios climatiques : une augmentation de la sécheresse, une augmentation de la pluviosité, ou aucun changement des précipitations. La réponse du peuplement est analysée en termes d'évolution de la structure du peuplement (surface terrière et densité), et de composition relative des groupes d'espèces définis auparavant. Les analyses révèlent un gradient de réponse à la sécheresse opposant 9 espèces majoritairement pionnières, qui répondent négativement à la sécheresse, à 60 espèces majoritairement tolérantes à l'ombre qui répondent positivement. Le peuplement forestier de M'Baïki semble donc résistant à la sécheresse. De plus, la réponse à la sécheresse semble pilotée par la réponse de la mortalité aux variables climatiques, les espèces tolérantes à l'ombre ayant une mortalité plus faible pendant la sécheresse, probablement grâce à l'augmentation de la luminosité dans le sous-bois résultant d'une période de défoliation des arbres décidus de la canopée plus longue pendant la sécheresse. Dans ce travail, nous avons également montré que l'exploitation augmente la proportion des espèces pionnières dans le peuplement. Par conséquent, une intensification de l'exploitation rendrait le peuplement plus sensible à la sécheresse.

La compréhension des facteurs susceptibles d'influencer la survie des larves dans la colonne d'eau est d'une importance capitale pour prévoir les fluctuations des abondances de poissons en un site donné. L'objectif de cette thèse est donc de décrire la composition et la diversité des assemblages de larves de poissons en fin de phase pélagique dans les baies et le lagon de Nouvelle-Calédonie, et de mettre en relation leur structure spatiale et temporelle avec divers facteurs abiotiques et biotiques de l'environnement. Les abondances et la diversité de larves sont apparues maximales pendant la saison chaude, entre septembre et février. La durée d'ensoleillement par jour suivie par les conditions de vent à l'échelle du site, et la température de surface de l'eau suivie par la concentration en chlorophylle à l'échelle de la station ont le mieux expliqué les variations d'abondance des larves de différentes familles. La hiérarchie de ces différents facteurs est apparue similaire dans des sites contrastés, suggérant que ces variables constituent de bons facteurs prédictifs pour de futurs modèles spatialisés de la structure des assemblages. Des similitudes de structure entre les assemblages d'adultes résidant dans les herbiers et les assemblages de larves collectés à proximité suggèrent que les communautés d'adultes peuvent également jouer un rôle. Comme l'alimentation constitue un processus essentiel de la survie des larves, le régime alimentaire de différents taxons a été analysé. Les densités et proportions relatives des catégories de proies zooplanctoniques préférées par les larves sont apparues plus élevées dans les baies que dans les zones lagonaires, mais aucune relation significative entre la distribution des larves et celle de leurs proies n'a pu être détectée au sein de ces baies. Pourtant, la structure des assemblages de larves et la densité de zooplancton ont varié de manière concomitante le long d'un gradient côte-large. Ce résultat suggère que la détection des relations liant la structure des assemblages de larves et celle de leurs proies dépend de l'échelle d'étude considérée. L'ensemble des résultats obtenus met en évidence l'importance des baies pour les abondances, la diversité et le succès de l'alimentation des larves de poissons en fin de phase pélagique dans le lagon de Nouvelle-Calédonie.

L'étude de l'influence des pratiques agricoles et du contexte paysager sur les populations de bioagresseurs et de leurs ennemis naturels est une étape essentielle à la conception de systèmes de culture minimisant l'usage des produits phytosanitaires et optimisant les régulations biologiques. L'objectif principal de ce travail était d'analyser et de comprendre l'influence des pratiques agricoles et des habitats semi-naturels sur les attaques de méligèthes (Meligethes aeneus Fabr.), l'un des principaux insectes ravageurs du colza en Europe, et sa régulation naturelle via ses parasitoïdes univoltins Tersilochus heterocerus, Phradis morionellus et P. interstitialis. Dans notre approche exploratoire multi-échelle nous avons d'abord mis en évidence que la densité et les dégâts de méligèthes étaient positivement corrélés à la complexité du paysage, calculée dans un rayon allant de 1500 m à 2000 m autour de la parcelle. Nous avons également mis en évidence l'importance de l'état de nutrition azotée de la culture sur les dégâts de méligèthes à travers les capacités de compensation de la plante. L'effet positif important de la complexité du paysage observé sur notre site d'étude provient du rôle majeur joué par les habitats semi-naturels, et particulièrement des forêts, sur l'hivernation des méligèthes. A différentes échelles spatiales, la complexité du paysage, la proximité aux colzas de l'année précédente et la proportion de colza de l'année précédente avec un travail du sol simplifié ont influencé positivement le taux de parasitisme des larves de méligèthes. Ensuite, en comparant les teneurs en sucres des parasitoïdes à l'émergence et au champ, nous avons pu montrer que les parasitoïdes adultes émergeaient avec des teneurs en sucres relativement faibles et que ces dernières augmentaient avec le temps passé au champ depuis le début de la floraison du colza. Enfin, nous avons montré que certains indicateurs paysagers comme la proportion de forêt ou la proportion d'habitats semi-naturels permettaient d'identifier des situations paysagères à risque de fortes infestations ou favorables à une régulation biologique efficace. Notre étude met en évidence l'importance de considérer conjointement les pratiques agricoles et la structure du paysage pour comprendre les dynamiques de populations et les interactions trophiques dans les agroécosystèmes. L'ensemble des résultats et des connaissances produites dans ce travail permet de formuler de nouvelles pistes de gestion des populations de méligèthes utilisant la régulation naturelle.