Les modifications de l'habitat (perte et fragmentation) sont considérées comme la principale cause de perte de biodiversité à l'échelle planétaire. Ces changements peuvent bouleverser l'équilibre des écosystèmes présents, contraignant certaines populations à ne subsister que dans les habitats résiduels où elles sont souvent isolées et limitées à une petite taille. Inversement, les modifications de l'habitat peuvent favoriser d'autres espèces qui se trouvaient jusque là limitées par les conditions existantes. Une problématique importante survient quand les espèces favorisées sont susceptibles d'avoir un impact négatif important sur une population déjà fragilisée par les modifications de l'habitat. Une situation de ce type existe pour le caribou de la Gaspésie, une population considérée « en voie de disparition » vivant principalement dans un parc de conservation, mais fréquentant également des secteurs où les modifications d'habitats sont importantes en raison de la coupe forestière. En outre, ces dernières sont susceptibles de favoriser les prédateurs de cette population de caribous, l'ours noir (Ursus americanus) et le coyote (Canis latrans). Deux sessions d'un programme de contrôle des prédateurs réalisés entre 1990 et 1996 puis de façon récurrente depuis 2001 avaient pour but de limiter les populations de ces prédateurs dans les secteurs utilisés par les caribous mais, afin d'assurer une protection à long terme, d'autres connaissances étaient nécessaires. Cette thèse de doctorat avait pour principal objectif d'accroître l'état des connaissances sur l'utilisation de l'espace par l'ours noir et le coyote et de détailler plus spécifiquement comment les caractéristiques d'un milieu boréal et montagnard influencent la sélection de l'habitat par l'ours noir. À l'aide de ces données nous désirions accroître l'information permettant d'identifier des mesures pour limiter les interactions de ces prédateurs avec les caribous de la Gaspésie. Un suivi télémétrique réalisé au cours de trois années (juillet 2002 -novembre 2005) sur 24 ours noirs et 16 coyotes équipés de colliers GPS a servi de base à ce projet. L'analyse des patrons d' utilisation de l'espace par ces deux espèces nous a permis de montrer que malgré une faible densité de leurs populations respectives, la taille et l'organisation spatiale de leurs domaines vitaux pouvaient leur permettre d'accéder en grand nombre aux zones utilisées par les caribous. Les mouvements des prédateurs s'étendaient à une échelle beaucoup plus grande que celle à laquelle avait eu lieu les deux sessions du programme de contrôle des prédateurs. Ces caractéristiques expliquaient probablement la durée limitée des effets positifs du contrôle sur le recrutement du caribou après l'arrêt du premier programme de contrôle. Les patrons d'utilisation de l'espace des prédateurs pouvaient expliquer également le maintien du nombre de prédateurs capturés annuellement lors de la deuxième période de contrôle, et ce, malgré une pression de piégeage importante. Afin d'assurer la protection des caribous à long terme, nos résultats suggèrent également l'importance d'aménager l'habitat autour du parc de la Gaspésie et d'y limiter les populations de proies alternatives comme les orignaux de façon à ne pas favoriser les prédateurs. Grâce aux données précises obtenues avec les colliers GPS nous avons modélisé la sélection de l'habitat par l'ours noir sous la forme d'une fonction de sélection des ressources (FSR). En incluant dans l'analyse plusieurs facteurs biotiques et abiotiques, nous avons mis en évidence diverses adaptations comportementales de l'ours noir à la forêt boréale. À l'aide d'une analyse du régime alimentaire et d'un suivi de la phénologie des plantes, nous avons détecté des modifications temporelles dans leur sélection de l'habitat en réponse aux changements de la disponibilité des ressources alimentaires. Ainsi, les ours faisaient des mouvements altitudinaux saisonniers. Au printemps, ils utilisaient principalement les espèces graminoïdes qu'ils trouvaient sur les sommets des montagnes. En été, par contre, ils se nourrissaient de fruits mous (e.g. framboises, fruits d'aralie et de cornouiller stolonifère) qu'ils recherchaient à basse altitude dans les milieux perturbés issus d'épidémies d'insectes et de certains types de coupes forestières. Enfin, en automne, les ours se déplaçaient vers les moyennes altitudes et utilisaient des secteurs faiblement ensoleillés, recherchant probablement des milieux dans lesquels la phénologie des plantes était retardée. Les fruits du sorbier (Sorbus americana) représentaient alors une très grande proportion de leur régime alimentaire. Des résultats de cette étude, nous proposons des aménagements de l'habitat, qui pourraient être mis en oeuvre pour limiter la présence de l'ours noir à proximité de la population de caribous de la Gaspésie. Ainsi, les coupes forestières de type CPRS devraient être évitées car elles aboutissent à la création de milieux riches en fruits qui sont particulièrement recherchés par les ours. Les coupes partielles devraient par contre être privilégiées car elles sont généralement peu utilisées, voir évitées. Comprendre comment les animaux réagissent à l'hétérogénéité de l'environnement est crucial si on veut comprendre l'impact des modifications de l'habitat. En nous basant sur la méthode des « temps de premier passage » (« First-passage time »), nous avons pu montrer que les ours ne parcouraient pas le milieu aléatoirement, mais qu'ils regroupaient leurs activités selon deux échelles spatiales. La taille des échelles spatiales utilisées par les ours variait au cours de l'année, vraisemblablement en réponse au changement de la disponibilité des ressources alimentaires. En considérant les échelles de sélection détectées chez chacun des individus, nous avons pu montrer que les variations dans les patrons de déplacements des ours noirs étaient associées à certaines variables comme la proportion de milieux perturbés ou dénudés, l'altitude et l'irradiation solaire, mais que l'effet de ces variables pouvaient changer au cours de l'année. Les patrons de distribution des espèces sont très importants à prendre en compte pour identifier les secteurs d'intérêt dans une problématique de conservation. Ainsi, une connaissance détaillée de l'écologie de l'espèce à protéger est essentielle pour réussir un programme de rétablissement. Toutefois, lorsque cette espèce est menacée par la prédation, nos résultats montre qu'il est également indispensable de considérer l'utilisation de l'espace et la sélection de l'habitat des prédateurs afin de définir les éléments du paysage et les échelles à considérer pour réaliser des aménagements d'habitats qui favoriseront une protection durable pour les espèces menacées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Utilisation de l'espace, Sélection de l’habitat, Échelles de sélection, Conservation, Espèces menacées, Ours noir, Coyote, Caribou.

Cette thèse se compose de trois chapitres ayant trait à l'économie des ressources naturelles et de l'environnement. Elle porte sur l'application de l'approche des options réelles à la gestion et l'exploitation des ressources naturelles. Son principal objectif est d'étudier les décisions d'investissements indéfiniment répétés sous l'incertitude. Dans les deux premiers chapitres, on utilise l'approche des options réelles pour déterminer comment extraire optimalement le bois d'une forêt qui constitue un habitat stochastique pour une espèce menacée d'extinction. Dans le premier chapitre qui s'intitule "A Real options Approach to Forest-Management Decision Making to Protect Caribou under the Threat of Extinction", la politique optimale visant la protection de l'espèce menacée d'extinction consiste à banir définitivement à un moment optimal la coupe forestière sans aucun coût. Le modèle, comportant des aspects économiques, écologiques et sociaux, est calibré afin de déterminer une politique optimale arbitrant entre les revenus économiques de l'exploitation forestière et le risque d'extinction du caribou Rangifer tarandus, une espèce menacée au centre du Labrador, Canada. Le deuxième chapitre fait suite au premier et s'intitule "A Real Options Approach to the Protection of a Habitat Dependent Endangered Species". Dans ce deuxième chapitre, nous utilisons la méthode des options réelles pour déterminer quand un planificateur social doit interrompre ou reprendre l'exploitation d'une telle forêt. Le processus d'interruption et reprise peut cette fois se reproduire indéfiniment. Pour des paramètres correspondant au cas du caribou Rangifer tarandus du Labrador, la politique optimale d'interruption et de reprise de l'exploitation forestière s'avère attractive; elle n'exige pas de longs arrêts de l'exploitation alors qu'elle réduit significativement le risque d'extinction tout en augmentant la valeur de la forêt Le troisième chapitre s'intitule "Alternative and Indefinitely Repeated Investments : Species Choice and Harvest Age in Forestry". Dans ce chapitre, on considère le problème de choisir la date optimale pour couper un arbre comme un problème archétypique d'investissement; en effet, ce problème évoque le temps, l'incertitude et l'irréversibilité de décisions ayant des conséquences dans le futur. L'exercice de l'option de couper donne naissance à l'option de planter un autre arbre ou bien d'utiliser la terre à d'autres fins. On enrichit ce problème en mettant l'accent sur la décision de planter et en supposant l'existence de deux essences alternatives d'arbres. Pour chaque essence, on suppose que la fonction de croissance est déterministe alors que le prix unitaire de la récolte est stochastique. Dans le cas d'une seule rotation (le problème de Wicksel), le manager forestier doit planter immédiatement l'essence dont le prix (actuel) est suffisament élevé par rapport au prix de l'autre essence. Cependant, si les prix des deux essences sont relativement proches, il doit attendre jusqu'à ce que ces prix se distinguent suffisamment pour éviter de choisir la mauvaise essence. En revanche, quand le nombre de rotations est arbitrairement grand (le problème de Faustman), on montre qu'il est toujours optimal de planter l'une des deux essences immédiatement. L'age optimal à la coupe dépend du prix relatif des deux essences d'une façon non monotone; en effet, il varie autour de l'age de faustman correspondant à l'essence plantée et ce tant que le prix relatif est inférieur à un certain niveau seuil indiquant la nécessité de planter l'essence alternative. La valeur du terrain est une fonction croissante du prix relatif de l'essence plantée et croît avec l'incertitude liée aux prix des deux essences. La pente de la fonction est continue même au voisinage du seuil signalant la nécessité de changer l'essence à planter. Par contre, en absence d'incertitude, la pente est généralement discontinue au voisinage de ce seuil. La valeur du terrain est similaire à la valeur d'une option américaine avec une frontière libre, une date d'expiration infinie et une valeur endogène à l'exercice. La détermination de la valeur du terrain est basée sur la méthode de pénalité appliquée simultanément aux valeurs de la forêt constituée par chacune des deux essences d'une part, et d'autre part, par un processus newtonien itératif appliqué à la valeur du terrain.

Le noyer cendré (Juglans cinerea) a un statut d'espèce en voie de disparition au Canada depuis 2003 dû à la forte mortalité causée par un champignon pathogène, le chancre du noyer cendré (Sirococcus clavigignenti-juglandacearum). Cette étude vise à localiser les peuplements forestiers renfermant des noyers cendrés en forêt privée dans les Cantons-de-l'Est, afin de déterminer si l'espèce se retrouve dans plusieurs types de milieux et de communautés végétales. En deuxième lieu, il s'agit d'évaluer si l'état de santé du noyer diffère dans les types de milieux où il se trouve. La composition végétale (arbres et herbacées) et les facteurs écologiques (édaphiques et caractéristiques de sites) ont été évalués dans 35 parcelles (400 m2) comprenant des noyers, ainsi que dans 55 parcelles sans noyer localisées dans des milieux différents ou similaires aux parcelles comprenant des noyers. Une analyse canonique des correspondances a permis de séparer les peuplements échantillonnés en 4 types de milieux, soit les plaines de débordement, les milieux mésiques riches ayant beaucoup de calcium dans le sol (+Ca), les milieux mésiques riches ayant moins de calcium dans le sol (-Ca) et les milieux mésiques pauvres. L'état de santé des noyers a été évalué (circonférence du tronc affectée et pourcentage de mort en cime). Les noyers sont plus sévèrement affectés par le chancre dans les plaines de débordement (30%) que dans les forêts mésiques (11 %). La mort en cime montre le même patron; dans les plaines de débordement, 24% des noyers présentent une mort en cime élevée (plus de 50% de branches mortes) comparativement à seulement 5% des noyers des forêts feuillues mésiques. D'après ces résultats, d'éventuelles plantations d'enrichissement ou de réintroduction auraient avantage à être réalisées dans les milieux mésiques riches (+Ca), là où la croissance du noyer est comparable à la croissance en plaine de débordement, mais où la maladie y est moins importante. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Juglans cinerea, espèce en voie de disparition, pathogène exotique, plaines de débordement, forêts mésiques riches, forêts privées.