Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1997. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

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La phénologie de migration de nombreuses espèces d'oiseaux a changé depuis quelques décennies, mais à ce jour on ne sait pas jusqu'à quel point de tels changements se reflètent sur la phénologie de la nidification. Étudier la nidification des oiseaux de la forêt boréale, souvent surnommée la crèche d'oiseaux de l'Amérique du Nord, est semé de défis à cause de l'étendue géographique. J'ai évalué la phénologie de nidification des oiseaux chanteurs durant les 26 dernières années dans une forêt boréale de l'Est du Canada, la Forêt Montmorency. Je me suis basée sur l'observation du transport de nourriture chez les adultes comme indice du statut parental, en tenant compte de la détection imparfaite de ce statut par l'entremise de modèles hiérarchiques d'occupation de sites. Les modèles ont révélé un recul de deux semaines de la saison de nidification chez les résidents et les migrateurs de courte distance et d'un mois chez les migrateurs de longue distance durant la période d'étude. Ces résultats vont à l'encontre des attentes liées à l'avancée de la migration printanière en Amérique du Nord et nous rappellent l'intérêt des études régionales lorsque nous nous intéressons à la phénologie de la reproduction. / The migration phenology of many bird species has changed over the past few decades, but the extent to which such changes affect the nesting phenology remains little known. Studying avian reproduction in the boreal forest, often referred to as North America's bird nursery, is challenging because of the large size of this biome. I evaluated songbird nesting phenology during the past 26 years in a boreal forest in eastern Canada, Forêt Montmorency. I used the observation of food transport in adults as an indicator of parental status, considering the imperfect detection of this status through hierarchical models of site occupancy. Contrary to expectations related to the advance of spring migration in North America, models revealed a delay of two weeks in the nesting season for residents and short-distance migrants and of one month in long-distance migrants during the study period. These results remind us of the value of regional studies when we are interested in reproductive phenology.

L'environnement marin est soumis à un ensemble de processus physiques, chimiques et biologiques qui le rendent très dynamique. Les prédateurs tels que les oiseaux marins doivent donc ajuster leurs mouvements aux changements de disponibilité de leurs proies afin de survivre et de se reproduire. L'évolution de leur plasticité comportementale se traduit par la mise en place d'un éventail de tactiques de prédation. Nous avons étudié les comportements de recherche alimentaire chez le fou de Bassan Morus bassanus en Atlantique nord afin d'évaluer l'ampleur de leur plasticité comportementale au cours de leurs mouvements en mer. Ces analyses basées sur les enregistrements d'appareils électroniques miniaturisés portés par les oiseaux (GPS et géolocateurs) ont été effectuées à cinq échelles spatio-temporelles : individuelle, populationnelle, meta-populationnelle, saisonnière et interannuelle. La plasticité individuelle est forte et se traduit, principalement par le biais d'une modulation de la durée des voyages en mer et des zones d'alimentation exploitées. Ceci sous-entend une mémorisation de la position des zones de nourrissage les plus profitables et de leur variabilité spatio-temporelle ; postulat confirmé par nos analyses qui indiquent que les fous anticipent la position de leur aire de nourrissage dans les premiers kilomètres de leur voyage en mer, alors que celle-ci n'est pas encore en vue. Nous avons également identifié des différences inter-populationnelles notoires pour les mouvements en mer et pour les domaines vitaux des fous pendant la saison de reproduction, mais aussi pendant la période hivernale. A l'automne et au printemps, nos analyses nous ont en outre permis d'identifier un corridor migratoire emprunté par les fous entre les Shetland et l'Afrique de l'Ouest, alors qu'on considère généralement que cette espèce présente une dispersion non-orientée en dehors de la saison de reproduction. L'ensemble de nos résultats ont des implications majeures pour une meilleure compréhension de l'écologie spatiale des prédateurs marins confrontés à la variabilité naturelle et anthropique de leur environnement, ainsi que pour la gestion de leurs populations et la mise en place d'aires marines protégées ou de mesures conservatoires ajustées aux dynamiques spatio-temporelles. Accéder sur intranet

Dans le contexte des changements globaux, la transformation du milieu rural ou naturel en milieu urbain est particulièrement bien étudiée. A la fois cause et conséquences des changements, l’urbanisation exerce de fortes pressions de sélection sur les populations et les écosystèmes. En effet, les facteurs tels que la perte d’habitat naturel, la hausse de la température, de la luminosité ou de la perméabilité des sols érodent la biodiversité en ville. Les contraintes environnementales influencent les phénotypes et la survie des organismes. Les parents peuvent moduler l’influence de l’environnement sur le phénotype du jeune et du futur adulte en s’investissant dans la reproduction. L’objectif de cette thèse était de comprendre le rôle des effets maternels sur les phénotypes des oiseaux urbains à travers la description et la mise en relation des variations environnementales, phénologiques et phénotypiques entre et au sein de populations aviaires à différents niveaux d’urbanisation. Pour mener à bien ce projet, deux espèces ont été sélectionnées : les mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) et les mésanges charbonnières (Parus major) présentes le long du gradient urbain-rural. Le suivi de trois saisons de reproduction a été réalisé sur sept sites en zone urbanisée (parcs et jardins de Paris), une saison sur trois sites en zone semi-urbanisée et cinq saison sur deux sites en zone rurale (forêt de Fontainebleau et bois privés du CEREEP). La phénologie, le succès de reproduction ainsi que le phénotype (condition corporelle, condition physiologique et signaux colorés) des adultes et des jeunes ont été mesurés. Les résultats montrent que l’urbanisation n’influence pas la phénologie mais le succès de reproduction des deux espèces est plus faible sur Paris par rapport à la zone rurale. De plus, la coloration des adultes et la condition corporelle des jeunes varient avec l’habitat. Afin de mieux comprendre ce qui influence la coloration des mésanges charbonnières, une expérience de supplémentation a été mise en place après la mue des adultes. Enfin pour mieux cibler l’effet de la température sur le succès de reproduction des mésanges charbonnières, une expérience de chauffage des nids a été réalisée. Tous les résultats récoltés montrent que les mésanges bleues et charbonnières ont de grandes capacités d’adaptation aux facteurs environnementaux même si leur succès de reproduction est diminué en zone urbaine ce qui explique en partie la pérennité de leurs présences dans les centres urbains à travers l’Europe. / In global changes context, the transformation of rural or natural area into urban area is well studied. At once cause and consequence of global changes, urbanization induces high selections pressures on populations and ecosystems. Factors such as habitat destruction, temperature, luminosity and soil permeability increase diminish biodiversity in town. Environmental characteristics influence phenotypes and survival of organisms. Parents can modulate environmental influence on young or future adult phenotype by investing in reproduction. The aim of this thesis was to understand the role of maternal effects on urban bird phenotypes through description and relation between environmental variation, differences in phenology and in phenotypes within and among populations at different levels of urbanization. For this purpose, two species were selected; the blue tit (Cyanistes caeruleus) and the great tit (Parus major), present along an urbanisation gradient. Monitoring of three reproductive seasons were realised in seven sites in urban area, (parks of Paris), on in three sites in suburban areas and five reproductive seasons in two sites in rural area (Fontainebleau forest and private forest of CEREEP). The phenology, reproductive success and phenotype (coloured signals, body and physiological condition) of adults and nestlings were measured. Thesis results showed that for the two species, phenology did not differ between habitats but reproductive success was lower in Paris than in rural areas. Moreover, great tit coloration and nestling body condition varied with habitat. In order to understand how and which factors influenced great tit colouration, a supplementation experiment was realised after moult. Finally to study temperature influence on great tit reproductive success, a heating nest experiment was realised. Thesis results showed that blue and great tits are highly able to adapt to urban environments even if their reproductive success was decreased in urban area which explained presence in all Europeans cities.

Comprendre l'émergence des patrons de richesse biologique sur Terre intéresse les écologues et les biologistes de l'évolution depuis des décennies. La diversité en un lieu résulte d'une combinaison de processus liés à la diversification, à la dispersion et au temps. Afin d’évaluer le rôle relatif de ces différents facteurs pour mieux comprendre comment les patrons de diversité se sont mis en place, nous utilisons ici les méthodes les plus récentes basées sur des phylogénies moléculaires. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés au gradient latitudinal de diversité des mammifères: le fait qu'il y ait plus d'espèces dans les régions tropicales que dans les régions tempérées. Pour les mammifères, nous montrons que dans les tropiques, la spéciation est plus forte, et l'extinction plus faible que dans les zones tempérées. Chez les carnivores, cependant, nous montrons que le gradient latitudinal de diversité pourrait être indépendant des taux de diversification, mais plutôt expliqué par une dispersion forte des zones tempérées vers les zones tropicales. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'identification de facteurs intrinsèques et extrinsèques pouvant jouer un rôle dans la diversification des lignées. Nous avons choisi d'étudier l'impact de la migration sur la diversification des oiseaux et l'impact de la température sur la diversification des mammifères. Dans une dernière partie, et dans le contexte du réchauffement climatique actuel, nous nous sommes interrogés sur la façon d'utiliser les outils phylogénétiques pour conserver la biodiversité. / Understanding how specific richness is distributed on Earth has been a priority for ecologists and evolutionary biologists for decades. Species richness in a given place results from a combination of processes linked to diversification rates, dispersal rates, and time. In order to evaluate the relative role of these different factors and gain a better understanding of how biodiversity patterns have been shaped, we use up-to-date methodologies, based on molecular phylogenies. The first part concerns the latitudinal diversity gradient, that is how species richness decreases from the tropics to the temperate regions. For mammals, we show that speciation is higher and extinction lower in the tropics than in temperate regions. For Carnivora, however, we show that the latitudinal diversity gradient could be independent from diversification rates, and rather explained by high rates of dispersal from temperate to tropical regions. The second part is focused on the identification of intrinsic and extrinsic factors that might play a role in the diversification of lineages. We study the impact of migration on bird diversification and the impact of temperature on mammal diversification. Finally, we investigate if and how phylogenetic inference tools can be useful for the conservation of biodiversity in a changing world.

Pour bien évaluer les tendances populationnelles des oiseaux forestiers, ainsi que les effets des pratiques forestières sur ceux-ci, il est essentiel d’estimer leur succès de nidification. Les méthodes indirectes d’estimation basées sur l’activité parentale permettent d’analyser la productivité des oiseaux sur des territoires plus vastes que les approches traditionnelles de suivi de nids. Cependant, certains facteurs influencent l’activité parentale et son observation, ce qui peut donner un portrait incomplet ou faussé du succès de nidification. J’ai étudié les facteurs influençant la fréquence de nourrissage et la probabilité d’observer le transport de nourriture chez neuf espèces d’oiseaux chanteurs (17 nids) de la Forêt Montmorency (Québec), à l’été 2010. La fréquence des visites au nid augmentait avec l’âge des oisillons et diminuait avec les précipitations. Le transport de nourriture se manifestait de moins en moins avec l’avancement de la matinée et avec la distance au nid. La température ambiante n’avait pas d’effet observable sur la fréquence de nourrissage ou la probabilité d’observer le transport de nourriture. Il n’existait pas de corrélation entre la fréquence de nourrissage et la probabilité d’observer le transport de nourriture. Les résultats obtenus indiquent que les facteurs influençant ces deux phénomènes diffèrent, suggérant entre eux des liens d’une complexité plus grande qu’attendue. Mots clés : nourrissage des oisillons, transport de nourriture, activité parentale, comportements parentaux, succès de nidification, succès reproducteur, indices de reproduction, facteurs influençant le nourrissage. / Estimating the nesting success of forest birds is essential to understand their population dynamics and their response to forestry practices. Indirect methods based on parental activity allow estimation on a larger scale than traditional nest monitoring. However, a number of factors can influence parental activity and its observation. Here, we studied factors influencing nestling feeding frequency and the probability of observing food transport by parents at Forêt Montmorency, a boreal forest located in southern Québec. Seventeen nests of nine different species were monitored during summer of 2010. Feeding frequency increased with nestling age and decreased with precipitation. Probability of observing food transport decreased throughout the morning and with distance to nest. Frequency of visits to the nest and probability of observing food transport were not influenced by ambient temperature, and were not correlated. Our results indicate that biotic and abiotic factors can influence feeding frequency and observation of food transport. However, the same factors have a different effect on each phenomenon, which suggests a complexity greater than expected in the relationship between feeding frequency and observation of food transport. Keywords : nestling provisioning, food transport, parental activity, nesting success, reproductive success, reproductive index, factors influencing provisioning.

Québec, à l’instar d’autres villes nord-américaines, s’est étalée très rapidement au cours des trois dernières décennies. Nous avons mesuré l’effet de l’étalement urbain sur les tendances démographiques des oiseaux hivernants en identifiant parmi 29 espèces, celles dont les tendances étaient corrélées à l’évolution de l’habitat résultant de cet étalement urbain. Pour identifier ces espèces, nous avons utilisé les données du Recensement des oiseaux de Noël de Québec ainsi qu’une série de photos aériennes du territoire correspondant, pour la période de 1978 à 2003. Le cercle de Recensement des oiseaux de Noël de Québec (un cercle de 460 km2) est divisé en 75 parcelles d’inventaire. Pour étudier l’évolution de l’utilisation du sol de ces parcelles, nous avons numérisé et géoréférencé six séries de photographies aériennes prises entre 1978 et 2003, puis mesuré les zones urbaines vertes (parcs, lotissements résidentiels, etc.), les zones urbaines grises (industries, commerces, etc.), les terres agricoles, les friches et les îlots boisés. Pour répondre à nos objectifs et mettre en relation les données ornithologiques avec les variables d’utilisation du sol, nous avons procédé en 2 étapes. La première consistait à attribuer à chaque parcelle une mesure d’habitat spécifique à chaque espèce, et cela pour chaque année (ce calcul prenait en considération l’association des espèces avec les différentes catégories d’utilisation du sol). Dans la seconde étape, nous avons mis en relation la tendance démographique des populations et l’évolution locale des superficies correspondantes d’habitat pour 1) l’ensemble des espèces et 2) chaque espèce prise individuellement. De manière générale, les 29 espèces hivernantes étudiées fréquentaient préférentiellement les zones urbaines « vertes » alors qu’elles se retrouvaient rarement en terres agricoles. La majorité des espèces (21 sur 29) semblent avoir gagné de l’habitat de façon significative. Les espèces ayant gagné le plus en habitat sont celles pour lesquelles les tendances démographiques ont montré les plus fortes hausses. Au moins sept espèces montraient une association prononcée entre leur tendance démographique et l’évolution de leur habitat. Cependant, pour de nombreuses espèces la part de la variation qui est expliquée par l’étalement urbain est rendue difficile d’interprétation car de nombreux facteurs peuvent influencer les tendances démographiques de celles-ci. / Québec City, along with other North American cities, has experienced a very rapid growth in area in the last three decades. We assessed the consequences of urban sprawl on wintering bird trends by determining, among 29 wintering species, those whose trends were correlated to habitat change resulting from urban sprawl. We used data from Christmas Bird Counts (CBC) of Québec City and a series of aerial photos taken between 1978-2003. The Québec Christmas Bird Count territory (a 460 km² circle) is divided in 75 census plots. In order to study land use trends of these plots we scanned and georeferenced 6 series of aerial photos taken between 1978 and 2003 and measured “Green” (parks, residential zones, etc.) and “Grey” (industrial, commercial, etc.) urban areas, agricultural lands, fallow lands and forest patches. We proceeded in two steps. First, we calculated a specific habitat area index for each census plot, species, and year of the study (this habitat index took into account species associations to each land use). Then we measured the relationship between population trends and corresponding habitat change for 1) all the species and 2) individual species. Most species were associated to « green » urban areas and avoided agricultural areas. A large number of species showed a significant habitat gain. Species that had the highest habitat gains showed the highest increase in their population trends. Population trends for at least seven species were strongly associated with local habitat change. However, in most species, association explained by urban sprawl per se is not clear, numerous factors could play a major role in population trends.

À La Pocatière, plusieurs haies brise-vent ont été implantées dans l'optique de réduire l'érosion des sols et de créer des habitats fauniques. L'intégration d'arbustes indigènes porteurs de produits forestiers non ligneux (PFNL) visait la récolte de petits fruits afin de rentabiliser l'espace cultural perdu. Cette étude a pour objectif de comparer l'abondance et la richesse de la faune aviaire des haies brise-vent avec ou sans PFNL, tout en vérifiant si cette faune aviaire est nuisible ou non aux cultures et à la récolte des petits fruits. Les résultats démontrent que ces deux types de haies présentent une diversité aviaire similaire et que seule la richesse printanière était plus grande dans les haies brise-vent sans PFNL pour les deux années à l'étude. La structure plus haute et le couvert arboré du mélèze permettraient d'expliquer cette différence. La faune aviaire rencontrée se révèle non nuisible, voire même utile dans les deux types de haies brise-vent. / In the region of La Pocatière, many windbreaks were planted to reduce soil erosion and to create wildlife habitats. The introduction of shrubs that produce non-timber forest products (NTFP) was suggested to compensate space losses by generating incomes for the farmers through fruit harvest. The main objective of this study was to determine if NTFP increase bird abundance, bird richness and avian diversity in comparison with traditional windbreaks. It also aimed to attest if the NTFP attract birds that are detrimental to crop and fruit production. Results showed a similar avian diversity in both types of windbreaks, with a difference only in spring richness which was greater in windbreaks without NTFP. The higher structure and the tree cover of Larches could explain this difference. In both types of windbreaks, the great majority of the birds encountered were non detrimental and could even be considered useful.

Le dernier rapport sur l'État des oiseaux du Canada (2019), publié par un consortium d'organismes gouvernementaux et d'OBNL, souligne le déclin de plusieurs espèces et la hausse de plusieurs autres, depuis 50 ans. Plusieurs facteurs sont invoqués pour expliquer ces tendances, mais leur importance demeure nébuleuse, faute de données expérimentales. À défaut de données expérimentales, une connaissance détaillée des tendances demeure pertinente à l'avancement de notre compréhension des causes de ces tendances. Un des aspects les moins connus des tendances des oiseaux est leur périodicité. J'ai évalué la périodicité des tendances des 250 espèces d'oiseaux les plus souvent observées dans la province de Québec, lors des 50 dernières années (1970-2019). La métrique utilisée était la proportion annuelle des carrés de 10 km x 10 km échantillonnés où l'espèce était observée. Les données provenaient des programmes de science participative ÉPOQ et eBird. J'ai utilisé des tests de randomisation et des régressions harmoniques pour évaluer des cycles allant de 2 à 13 ans. L'objectif secondaire de l'étude était d'explorer les causes possibles de la périodicité. Pour ce faire, j'ai évalué l'association entre les patrons d'abondance annuelle et l'Oscillation Nord-Atlantique, les années semencières du sapin baumier ainsi que l'abondance des micromammifères. Parmi les 250 espèces étudiées, 149 montraient au moins un cycle significatif entre 2 et 13 ans. Le cycle de 13 ans était le plus fréquent (87 espèces). Les cycles de 138 espèces étaient corrélés avec l'Oscillation Nord Atlantique, ceux de 36 espèces avec les années semencières et ceux de 84 espèces avec l'abondance des micromammifères. De nature exploratoire, cette étude pose les premiers jalons de notre compréhension de la périodicité chez les populations d'oiseaux dans la province de Québec. Cette étude permet d'énoncer des hypothèses plus précises, certaines desquelles sont discutées en conclusion de ce mémoire / The latest State of Canada's Birds report (2019), published by a consortium of government agencies and non-profit organizations, highlights the decline of several species and the increase of several others over the past 50 years. Several factors may explain these trends, but their importance remains unclear due to the lack of experimental data. In the absence of experimental data, detailed knowledge of trends remains relevant to advancing our understanding of the causes of these trends. One of the lesser-known aspects of bird trends is their periodicity. I evaluated the periodicity of the trends of the 250 species of birds most often observed in the province of Quebec, in the last 50 years (1970-2019). The metric used was the annual proportion of the sampled 10 km x 10 km squares where the species was observed. The data came from birdwatching programs ÉPOQ and eBird. I used harmonic regressions to evaluate cycles ranging from 2 to 13 years. A secondary objective of the study was to explore the possible causes of the periodicity. To do this, I evaluated the association between annual abundance patterns and the North Atlantic Oscillation, balsam fir masting years as well as the abundance of micro mammals. Among the 250 species studied, 149 showed at least one significant cycle between 2 and 13 years. The 13-year cycle was the most frequent (87 species). The cycles of 138 species were correlated with the North Atlantic Oscillation, those from 36 species with masting years, and those from 84 species with small mammal abundance. This exploratory study lays the groundwork for our understanding of periodicity in bird populations in the province of Quebec. This study makes it possible to formulate more precise hypotheses, some of which are discussed at the conclusion of this thesis.