La dispersion des individus relie les populations animales entre elles. C'est pourquoi il est important de bien connaître les facteurs qui déterminent la distance parcourue par les animaux lors de leur dispersion. La structure génétique spatiale d'une population nous donne des indications sur la distance parcourue par les individus, elle est le reflet de la répartition spatiale des individus avec différents degrés d'apparentement. En étudiant la structure génétique spatiale d'une population sous différentes conditions environnementales, nous pouvons identifier les facteurs qui ont joué un rôle dans l'évolution du comportement de dispersion d'une espèce. L'objectif de ce mémoire est de déterminer si de fortes variations de conditions environnementales peuvent influencer la répartition spatiale des individus apparentés chez une espèce solitaire. Nous avons étudié une population sauvage de tamias rayés (Tamias triatus), un petit rongeur solitaire de l'Amérique du Nord, pendant six années consécutives. Durant ces six années, la population a connu de grandes variations de conditions environnementales. En effet, les jeunes tamias peuvent se disperser lorsqu'il y a une grande production de graines ou bien lorsqu'il n'y a peu de graines produites. Les jeunes se dispersent au printemps ou à l'automne selon la saison de reproduction. Les jeunes qui se dispersent au printemps ne font pas face aux mêmes conditions environnementales que les jeunes qui se dispersent à l'automne. De plus, l'effectif de la population a beaucoup varié selon les saisons et les années de l'étude. Nous avons étudié l'impact de ces conditions sur la distance de dispersion parcourue par les jeunes et sur la structure génétique spatiale de la population à une échelle très fine (25ha). Notre étude révèle certains effets de la variation des conditions environnementales sur le patron de dispersion des jeunes et suggèrent que la structure génétique spatiale d'une espèce solitaire peut être flexible et varier selon les conditions environnementales. De plus, nos résultats suggèrent que la structure génétique spatiale des femelles varie selon les conditions environnementales, alors que ce n'est pas le cas pour les mâles. Peu d'études ont trouvé une telle variation chez une espèce solitaire et à une échelle spatiale aussi fine. Les résultats de cette étude ont des implications importantes pour notre compréhension des facteurs qui régissent les patrons de dispersion, la structure génétique et la structure sociale des animaux et nous permettent de mieux cerner les causes évolutives à l'origine du comportement de dispersion. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : variabilité environnementale, structure génétique spatiale, dispersion juvénile, Tamias striatus

Les hautes latitudes sont des zones particulièrement sensibles vls-a-vis des changements climatiques. En dépit de ses dimensions importantes à l'échelle de l'est du Canada, la baie d'Hudson est un bassin des hautes latitudes mal connu pour ce qui concerne les variations climatiques et hydrographiques à des échelles de temps séculaires ou millénaires. On a donc ainsi souhaité développer des séries chronologiques et biostratigraphiques afin d'évaluer les changements hydroclimatiques et de productivité au cours des derniers siècles dans la baie d'Hudson. Des analyses micropaléontologiques, géochimiques et isotopiques ont été réalisées sur deux carottes de sédiments marins situées dans le sud est de la baie d'Hudson (HU92028H-027) et le bassin de Foxe (MERICA-04-08). Des mesures de 210Pb indiquent une vitesse de sédimentation de 0,26 cm.an-1 dans la carotte du sud est de la baie d'Hudson et de 0,1 cm.an-1 dans celle du bassin de Foxe. Dans le sud est de la baie d'Hudson, les concentrations de palynomorphes et les assemblages de dinokystes évoquent une augmentation de la productivité primaire au cours du dernier siècle. La reconstitution des conditions hydrographiques de surface indique un optimum thermique à la fin du 19e siècle, début du 20e siècle. De plus, les assemblages de foraminifères benthiques et leur composition isotopique indiquent une augmentation de la salinité dès les années 1960, dans la couche d'eau de fond. Dans le bassin de Foxe, en revanche, les différents traceurs semblent indiquer des conditions stables tant en surface qu'en profondeur. Des analyses palynologiques ont été réalisées sur des sédiments de surface provenant de 55 stations échantillonnées lors de missions réalisées entre les années 1987 et 2005. Les échantillons de surface nous permettent d'évaluer les différences de la répartition spatiale des assemblages de dinokystes dans la baie d'Hudson, dans le détroit d'Hudson et dans le bassin de Foxe entre les années 1980 et 2000. L'abondance des palynomorphes dans les sédiments de surface varie entre 200 et 42 000 kystes.cm-3, les concentrations les plus élevées se situant dans la zone sud est de la baie d'Hudson où les flux de dinokystes semblent plus élevés dans les années 1980 que dans les années 2000. Les assemblages de dinokystes montrent une forte dominance des taxons hétérotrophes (Brigantedinium spp., lslandinium minutum, lslandinium? cezare et Selenopemphix quanta) associés à de faibles températures et à une durée saisonnière élevée de la couverture de glace de mer dans le bassin de Foxe et le détroit d'Hudson tandis que les taxons autotrophes (Operculodinium centrocarpum, Spiniferites elongatus, Spiniferites ramosus, Spiniferites spp., Impagidinium pallidum et Pentapharsodinium dalei) dominent dans le sud est de la baie et sont associés à des températures plus élevées et à une forte productivité. Le centre ouest de la baie se caractérise par des assemblages de dinokystes indiquant des conditions plus clémentes et une productivité plus élevée dans les années 1980 que dans les années 2000. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Baie d'Hudson, Palynologie, Dinokystes, Foraminifères benthiques.

La forêt couvre 40 % de la superficie terrestre, et le Canada en possède 10 % à lui seul, en majorité en milieu boréal. Le besoin de planification et de gestion que cette réalité entraîne n'a pu jusqu'ici être qu'imparfaitement satisfait par des méthodes traditionnelles de mise à jour de l'inventaire forestier, d'où la nécessité de recourir à la télédétection, et principalement à l'interprétation des images satellitaires. Dans ce contexte, les perturbations causées par les insectes constituent l'un des défis majeurs pour la mise à jour de l'inventaire forestier national (IFN). Pour effectuer le suivi de la détection des dommages causés par les insectes avec plus d'efficacité, il faut comparer des images de télédétection multidates afin de localiser les changements et d'identifier, parmi ces derniers, ceux qui découlent d'épidémies d'insectes. L'évolution des capteurs spatiaux (pannes, nouveaux lancements, etc.) nous pousse à rechercher des solutions fiables et à effectuer des comparaisons multidates à l'aide de capteurs différents. Les différences qui existent au niveau des caractéristiques de ces capteurs nous incitent à analyser chaque situation pour identifier les couples compatibles de capteurs, eu égard de plus aux exigences de la détection des dommages causés par les insectes. Après l'analyse des caractéristiques de plusieurs capteurs, nous avons trouvé que les satellites LANDSAT et SPOT répondent parfaitement aux conditions de détection de changements de notre étude. Pour faire une telle comparaison, des calculs entre bandes spectrales et indices de végétation ont été réalisés. À travers les différents calculs que nous avons appliqués pour cette étude, nous pouvons dire que pour LANDSAT, les différences entre bandes et rapports de bandes sont bien marquées par rapport aux degrés de dommages par comparaison à SPOT et LANDSAT. À cause de l'incohérence et de la faiblesse de certains résultats, des tests statistiques ANOVA et ANCOVA ont été réalisés; ils nous ont montré que les différences entre les bandes et rapports de bandes selon l'intensité des dommages sont significatives. En conclusion, pour réaliser une bonne détection des dommages, un même capteur serait préférable tandis que le choix de deux capteurs différents rendrait la détection difficile. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : télédétection, images multidates, dommages d'insectes, détection des changements, forêts.

Une hausse de la moyenne globale de la température est attendue d'ici la fin du siècle. Ce changement aura des conséquences sur le cycle de l'eau. L'humidité du sol fait partie de ce cycle et pourrait être modifiée au cours des prochaines années. Certaines régions dépendent, dans une certaine mesure, de la quantité d'eau dans le sol pendant la saison estivale plus particulièrement. Les régions où cette dépendance est présente pourraient migrer en réponse à la hausse de la température et de la modification du cycle de l'eau. À l'aide du MRCC et du schéma de surface intégré (CLASS), l'évaluation de la représentation de la quantité d'eau dans le sol sera comparée avec les observations et les évaluations qualitatives d'estimation de l'humidité du sol afin de déterminer si le modèle définit bien cette mesure. Le changement appréhendé de l'humidité du sol pour les périodes futures sera évalué. La migration possible des zones de couplage sol-atmosphère sera estimée à l'aide de différents outils disponibles. L'utilisation d'un modèle régional (MRC) va permettre de représenter l'humidité du sol et les autres champs météorologiques avec une plus haute résolution. La majorité des études effectuées sur le sujet proviennent de modèles de circulation générale (MCG) et l'utilisation d'un MRC pourra amener une meilleure perspective. Les résultats de l'évaluation de l'humidité du sol démontrent certaines lacunes dans le cycle annuel surtout vers la fin de l'été et à l'automne. La représentation de la 3e et dernière couche comporte un biais important face aux observations. Dans l'ensemble, les tendances sont assez bien respectées, par contre, certaines différences existent au niveau de l'intensité des événements extrêmes. Au niveau du changement appréhendé de l'humidité du sol, certains résultats des autres études concordent avec ceux obtenus dans le cadre de celle-ci. Une diminution de la quantité d'eau dans le sol pour les régions subtropicales de l'Amérique du Nord est attendue. Pour les latitudes moyennes, une augmentation durant l'hiver et une baisse durant l'été sont appréhendées. Au niveau des hautes latitudes, les autres études ne s'entendent pas exactement sur le sens du changement. Dans cette recherche, la fonte du pergélisol semble un élément important particulièrement pour la couche la plus profonde. En effet, le ruissellement est important en raison du type de sol présent qui joue un rôle prépondérant dans les résultats obtenus. Les différents outils utilisés afin d'évaluer le changement au niveau de l'intensité du couplage sol-atmosphère indiquent la possibilité d'une migration vers le nord-est des États-Unis, le centre-nord des États-Unis, les Prairies canadiennes et, à la limite, le sud-est du Canada pendant la saison estivale d'ici la fin du siècle. En effet, le déplacement des zones de corrélation positive entre l'évaporation et l'humidité du sol de la première couche vers le nord et l'est de l'Amérique du Nord est un élément qui laisse envisager cette possibilité. L'augmentation de la variabilité de l'évaporation et de la température pour le nord-est des États-Unis et les Prairies canadiennes est un autre élément qui joue un rôle vers la modification des zones où le couplage est important. Des distributions journalières ayant deux modes ont été obtenues dans des bassins versants qui se situent dans des régions de couplage ou qui pourraient s'y retrouver au cours des prochaines années. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : modèle régional du climat, cycle de l'eau, humidité du sol, changements appréhendés, couplage sol-atmosphère

Les forêts de feuillus dans le Nord-Est de l'Amérique du Nord font face à de grands changements au niveau de la composition et de la coexistence d'espèces tolérantes à l'ombre. Parmi ces espèces, on retrouve le hêtre à grandes feuilles (FG: Fagus grandifolia) et l'érable à sucre (AS: Acer saccharum). Durant les dernières décennies, plusieurs études ont observé une augmentation considérable de jeunes tiges de FG en sous-étage alors que AS montrait un dépérissement généralisé dans les canopées des forêts feuillues du sud du Québec. Il a été proposé que le dépérissement des AS matures soit lié à des changements dans les propriétés du sol qui affecterait sa croissance et sa vigueur. De plus, d'autres études ont proposé que ces mêmes modifications de propriétés du sol lorsque associées avec une diminution de l'intensité de perturbation du couvert pourraient favoriser l'établissement et la croissance d'une régénération en hêtre plutôt qu'en érable à sucre. Deux études ont été établies. (i) Dans un premier temps, un territoire de 1272 km2 a été couvert en Outaouais et 56 peuplements d'érablières y ont été échantillonnés. Les peuplements ont été sélectionnés selon un gradient de lumière et de fertilité de sol. Le gradient de lumière a été obtenu en sélectionnant un gradient de perturbations du couvert, des peuplements ayant été subies dans le passé (T: forêts non aménagées; CJ: coupe de jardinage; CT: coupe totale). Ensuite, la sélection des sites a été faite en fonction de la fertilité du sol prédite par cartographie (sites pauvres, moyens, riches). Dans chaque peuplement, des mesures sur la surface terrière, la croissance radiale, la densité en gaules des deux essences ont été prises et analysées en fonction de la disponibilité en lumière et la fertilité des sols à l'aide de modèles mixtes. (ii) Dans un second temps, une étude semi-contrôlée a été réalisée dans un peuplement d'érablière de 15.36 ha à proximité du Lac Gagnon au Nord-Est de Duhamel. Dans cette étude des combinaisons de traitement (ouverture du couvert et chaulage) ont été réalisées aléatoirement sur 24 sites de 0.64 ha. Les mêmes paramètres (lumière et sol) ont été à l'étude mais un effort d'échantillonnage supplémentaire a été mis dans l'estimation de la performance des semis de AS et FG. Des mesures sur la densité, la croissance annuelle en hauteur, la morphologie, la physiologie et l'allocation de biomasse des semis ont été prises et analysées en fonction de la disponibilité en lumière et de la fertilité des sols. Pour l'étude sur l'historique de perturbation, nos résultats n'ont montré aucune variabilité dans la fertilité des sols échantillonnés (malgré la présélection) et que ceux-ci se sont tous avérés relativement pauvres (e.i., Ca, Mg et P) suite à nos analyses. Sur une période de 50 ans, l'intensité de l'historique de perturbations a grandement modifié la composition de la canopée. Par contre, la fertilité du sol, l'historique de perturbations ainsi que leur interaction n'ont pas eu d'effets significatifs pouvant expliquer la variation de la densité actuelle, absolue ou relative, des gaules de AS et FG. Les résultats montrent que la croissance radiale des gaules de AS a effectivement mieux répondu à une grande ouverture de la canopée (CT), sur sols pauvres, mais n'a pas pu surpasser la croissance des gaules de FG. Un seuil critique de disponibilité en lumière où la performance des 2 espèces serait inversée n'a cependant pas pu être confirmé. Pour l'étude semi-contrôlée, l'abondance en semis de AS a eu tendance à augmenter avec la combinaison d'une grande ouverture de la canopée (CT) et le chaulage du sol. La croissance annuelle en hauteur des semis de AS a également été avantagée par ses mêmes conditions. Les semis de AS et de FG ont montré très peu de différences dans leur réponse morphologique et physiologique à un grand gradient d'ouverture du couvert et au chaulage. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acer saccharum, Fagus grandifolia, fertilité des sols, historique de perturbations, lumière

Les communautés bactériennes aquatiques sont extrêmement sensibles et réactives aux gradients environnementaux. Il a été proposé que leur réponse résultent de changements dans leur structure, tels que la composition, la fonction ct la structure physiologique. L'objectif de cette thèse est de décrire les processus qui déterminent la réponse métabolique des communautés bactériennes face à des gradients dans les principales ressources, avec un intérêt particulier pour le rôle de la composition dans cette réponse. Les chapitres de cette thèse explorent dans un contexte de métacommunauté: Dans quelle mesure les ressources déterminent le métabolisme bactérien et leur structure, comment les composantes de la structure sont liées les unes aux autres, avec les ressources et la performance de la communauté, comment la composition des communautés est liée à la fonction, comment la plasticité métabolique et la redondance fonctionnelle influencent le rôle de la composition dans la réponse de la communauté. Ces différents aspects ont été explorés in situ dans divers écotones dans un bassin versant et par des expériences de transplantations en laboratoire. Spécifiquement, les objectifs sont (1) d'examiner si les patrons en termes du métabolisme et des composantes de la structure de la communauté présentent une certaine spécificité écosystémique (2) d'étudier le lien entre la composition et la fonction des communautés, (3) de décrire la séquence des relations entre les composantes de la structure des communautés qui médient la réponse de la communauté aux changements des ressources, (4) d'évaluer l'influence de la plasticité métabolique et redondance fonctionnelle sur le métabolisme en réponse aux changements environnementaux. Les résultats indiquent que la régulation du métabolisme bactérien par les ressources est médiée par des changements dans les composantes de la structure qui peuvent être soit directionnels, spécifiques aux écosystèmes, ou aléatoire. En fait, les résultats montrent que la réponse peut être médiée d'une part, par des ajustements physiologiques des phylotypes dominants ou par le remplacement même des phylotypes dominants. Le type de réponse n'apparaît pas être déterminé par le type, ni l'intensité des gradients, mais par la plasticité métabolique de la communauté, qui à son tour semble être déterminée par des facteurs indépendants des gradients eux-mêmes. Les résultats montrent que la composition et la fonction des communautés sont liées l'une à l'autre d'une manière très dynamique, tel que leurs patrons absolus ne sont pas corrélés. La force et la forme de la relation varient en fonction du type et de l'intensité des gradients, suggérant un haut niveau de redondance fonctionnelle tant au sein de la communauté, qu'au sein de la métacommunauté, à partir de laquelle les phylotypes sont sélectionnés pour occuper les nouvelles niches créées le long des écotones. Les résultats des expériences de transplantations indiquent: L'existence d'un seuil environnemental qui détermine le niveau de redondance fonctionnelle, et une spécificité écosystémique dans la plasticité métabolique. Collectivement, les résultats de cette thèse montrent que les conditions environnementales locales ont une plus grande influence sur la structure de la communauté que la dispersion, et que la composition des communautés bactériennes joue toujours un rôle dans cette réponse en déterminant le niveau de plasticité de la communauté, mais que ce rôle n'est qu'apparent lorsque la réponse implique un remplacement des phylotypes dans les communautés qui sont intrinsèquement moins plastiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bactérioplancton, gradients environnementaux, métabolisme du carbone, structure des communautés, métacommunauté.