L'objectif du travail était d'étudier les relations entre la composition floristique et la dynamique du peuplement, sous l'influence de facteurs édaphiques. L'étude s'est déroulée en Guyane française, et a concerné 6 parcelles permanentes non exploitées du dispositif de Paracou, soit une surface de 37,5 hectares. En premier lieu, l'analyse des distributions spatiales a permis de montrer qu'un gradient unique d'engorgement hydrique structure les espèces de Paracou. Une typologie des espèces selon leur position sur ce gradient a ainsi pu être proposée. La comparaison de cette typologie avec le tempérament des espèces a mis en évidence l'association préférentielle des espèces héliophiles avec un milieu particulier : les bas-fonds. Dans un second temps, les effets du sol sur la performance des espèces ont été étudiés. Dans ce cadre, des modèles de croissance ont notamment été élaborés pour tenir compte à la fois des effets de la compétition et du sol. Ils ont permis de montrer la forte concordance existant entre la croissance des espèces et leurs préférences édaphiques, en accord avec la théorie de la niche écologique. Dans un troisième temps enfin, l'étude est passée au niveau du peuplement en se limitant à la comparaison entre les bas-fonds et les interfluves. Les bas-fonds sont caractérisés par une densité moindre, un cortège floristique plus héliophile et un turnover supérieur tandis que leur structure diamétrique et leur production en surface terrière sont quasi identiques à celles observées sur interfluve. Les interrelations entre densité, cortège floristique et turnover ont été approfondies, permettant de mettre en évidence le rôle central de la mortalité, notamment par chablis comme facteur explicatif des différences observées entre les deux milieux.

Parmi les approches qui visent à déterminer la façon dont les organismes se diversifient dans le temps et dans l'espace, la biogéographie tente de reconstruire l'histoire des peuplements à partir des distributions des taxons, tandis que la phylogéographie analyse l'évolution d'une lignée à la fois. Dans cette étude, nous nous sommes proposés de tester les hypothèses biogéographiques formulées pour la faune tropicale (théorie des refuges, des barrières fluviales, des gradients environnementaux...), en appliquant l'approche moléculaire à quelques taxons de Mammifères africains (Insectivores, Rongeurs, Primates). Nous avons cherché à déterminer l'apport et les limites de la technique moléculaire la plus couramment employée en biologie évolutive : le séquençage d'ADN mitochondrial. <br />Nous avons d'abord tenté d'obtenir une phylogénie moléculaire de quelques taxons potentiellement intéressants pour la biogéographie, dans le but de vérifier leur monophylie et de calibrer une horloge moléculaire. Puis, nous avons recherché et comparé les schémas phylogéographiques de quatre espèces de petits mammifères forestiers et d'une super-espèce de primates. Enfin, nous nous sommes intéressés aux processus évolutifs impliqués dans la spéciation. Nous avons évalué le mode géographique de spéciation et l'évolution de quelques traits d'histoire de vie chez les primates de la tribu des Cercopithecini. <br />Nos résultats phylogénétiques confirment que l'histoire des gènes n'est pas forcément celle des taxons et qu'il est important de prendre en compte plusieurs sources d'information indépendantes, telles que des gènes non liés sur la même molécule, la morphologie, l'écologie, et le comportement. L'étude des modalités de la spéciation, qui est tributaire de la fiabilité des analyses phylogénétiques, indique une prédominance de l'allopatrie et des événements de vicariance du Miocène et du Pliocène chez les Cercopithecini. Enfin, les analyses phylogéographiques ont révélé quatre scénarios phylogéographiques différents pour les quatre modèles retenus, ce qui peut refléter soit des distributions initiales différentes, soit une réponse différentielle aux mêmes événements selon les taxons. Ces scénarios présentent une certaine concordance avec les régions fauniques définies pour les forêts d'Afrique centrale, mais suggèrent que les événements de divergence intra-spécifique remonteraient au Plio-Pleistocène et seraient donc beaucoup plus anciens que les derniers épisodes de fragmentation de la forêt liés aux cycles glaciaires.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thesis (Ph. D.)--Technische Universiteit Delft, c2001. / Includes bibliographical references (p. [223]-244) and index.

Thesis (Ph. D.)--Technische Universiteit Delft, c2001. / Includes bibliographical references (p. [223]-244) and index.

L'estimation précise da la biomasse des forêts tropicales est un enjeu important pour des programmes tels que REDD+ et autres politiques environnementales. Cette thèse étudie comment des métriques lidar aident à estimer la biomasse aérienne (AGB) et suit trois axes: le premier chapitre traite de la détection de la dynamique des forêts. Nous explorons quelle échelle/résolution/taille de parcelle et quelles métriques lidar sont optimales pour estimer la biomasse et ses dynamiques. Nous avons trouvé qu'une résolution d'au moins un hectare et la hauteur de canopée moyenne donnent les meilleurs résultats. Le deuxième chapitre traite des dynamiques spatiales et compare neuf sites situés dans les Néotropiques. Nous présentons une nouvelle métrique représentant l'aire des larges canopées (LCA), couplée avec la densité de bois moyenne des sites pour estimer leur biomasse. Nous montrons ainsi que les différences entre sites peuvent être dépassées et qu'un seul modèle peut être utilisé pour estimer leur biomasse. Enfin, le troisième chapitre présente la carte de biomasse d'une région méconnue et peu étudiée de Colombie, obtenue à partir d'un algorithme d'apprentissage automatique combinant des données lidar, de terrain, et des données satellitaires. Les trois chapitres soulignent l'importance d'identifier les différentes sources d'erreur et les incertitudes liées au processus d'estimation de biomasse. Ce travail représente une avancée dans l'étude du lidar en étant le premier à avoir estimé les dynamiques de biomasse en utilisant des instruments différents en forêt tropicale et à avoir produit la première carte de biomasse d'une région, comblant ainsi un vide qui existait sur la connaissance des forêts de Colombie. / Accurate estimation of biomass in tropical forests is of prime importance for programs such as REDD+ and for environmental policy in general. This thesis studies how lidar metrics can derive aboveground biomass (AGB) accurately and follows three axes : the first chapter deals with change detection of forest dynamics. It explores what scale/resolution/field plot size as well as which lidar-metrics are best to estimate AGB and AGB changes. We found that a resolution of at least 1ha and the mean canopy height metric give better results. The second chapter deals with spatial dynamics and compares nine sites in the Neotropics. We introduce a new metric representing large canopy area (LCA), coupled with mean wood density, to estimate AGB across sites and show that differences between sites can be overcome. Finally, our last chapter introduces a regional biomass map of a poorly known region of Colombia, using a machine learning algorithm combining airborne lidar data, field data and spaceborne remote sensing data. The three chapters emphasize on the importance of identifying sources of error and uncertainties. This work represents an advance in lidar studies by being the first one to estimate biomass changes using different sensors in tropical forests, exploring a new area and filling a gap in the knowledge of tropical forests of Colombia.

La thèse que nous proposons part de l’idée que questionner la dimension spatiale du phénomène touristique serait une forme de compréhension des transformations des lieux géographiques et des sociétés qui les entourent. Concentrer le regard dans la haute Amazonie brésilienne, nous révèle un des biomes le plus diversifié, complexe et attractif pour la curiosité humaine et qui est en même temps la région avec le moins de flux touristiques du Brésil. Un tel paradoxe nous oblige à analyser cette partie du globe pour ses spécificités, mais faisant aussi partie d’un tout et cela nous conduit à adopter une approche systémique du tourisme. La mise en tourisme des lieux amazoniens sera le focus du système que nous étudions en essayant de comprendre comment les acteurs de la haute Amazonie brésilienne interagissent pour y faire des lieux touristiques. Ainsi deux questionnements majeurs seront le focus à suivre tout au long de notre raisonnement. Premièrement, comment les lieux amazoniens sont-ils devenus touristiques au fil du temps ? et deuxièmement, comment les actions des acteurs stimulent-elles la transformation des lieux touristiques amazoniens ? Pour cela nous proposons une lecture empirique et pragmatique du phénomène touristique fondé sur différentes échelles géographiques. Le regard multiple sur les intentions des populations locales, des flux de voyageurs, ainsi que celles menées par les acteurs politiques et économiques, nous emmène à penser en termes de dynamiques spatiales une spécificité géographique : l’organisation d’un espace peu structuré, à baisse densité démographique, avec une forte présence de ressources socio-environnementales et en voie d´insertion dans un espace touristique mondial. / The thesis that we propose starts from the idea that questioning of the spatial dimension of tourism would be a way to understanding the transformations of the geographical places and societies that surround them. Concentrating the focus on the upper Brazilian Amazon, reveals us one of the most diversified, complex and attractive biome for the human curiosity, and which is also the region with the least touristic flows of Brazil. This paradox forces us to analyze this part of the globe for its specificities, but as it is also a part of a whole, we are led to adopt a systematic approach of the tourism. Our goal will be to analyze interactions between different actors of the upper Brazilian Amazon and it creates touristic places. Thus, two major questionings will be the guideline to follow throughout our reasoning. Firstly, how did the Amazonian places become touristic over the time? and secondly, how the actions of the actors stimulate the transformation of the Amazonian touristic places? This is the reason why we propose an empirical and pragmatic reading of the tourist phenomenon based on different geographical scales. Changing the distance and the angle of the observation will be the method used to confront the various representations of the actors around the tourism development. The multiple view on the intentions of the local populations, travelers' flows, as well as those led by the politics and economics actors, makes us think about the geographical specificities: the organization of an unstructured space, with lower population density, but with a strong presence of social and environmental resources and in the process of integration into a world tourist space.

L'objectif de cette thèse est l'étude rétrospective du développement de la couronne de quelques grands arbres de la forêt tropicale humide guyanaise. Nous avons retenu plusieurs espèces possédant des tempéraments écologiques, des modèles architecturaux et des cycles phénologiques variés, mais présentant toutes au moins un marqueur morphologique ou anatomique susceptible d'être utilisé dans le cadre d'une analyse rétrospective de l'appareil caulinaire. Nous avons décrit des branches sommitales représentatives de la croissance en hauteur et de la reproduction des individus. Parallèlement, nous avons mis en place un suivi phénologique mensuel afin de pouvoir confronter les résultats issus des descriptions rétrospectives aux résultats du suivi phénologique. L'analyse rétrospective de l'appareil caulinaire permet de reconstituer l'histoire des structures ramifiées sur 10 à 15 cycles de développement en moyenne, mais nous avons pu remonter jusqu'à 40 cycles chez certaines espèces. Les informations recueillies nous renseignent sur l'organisation intrinsèque du cycle phénologique de l'organisme ainsi que sur les modalités de construction et de reproduction de l'espèce. Le fait de pouvoir reconstituer l'histoire des différents méristèmes permet dans certains cas d'approcher les relations trophiques qu'ils entretiennent dans l'espace et dans le temps au sein des structures ramifiées. Finalement, le cadre temporel relatif dans lequel sont replacés les processus développementaux autorise la comparaison d'espèces dont les cycles phénologiques ont des dimensions temporelles absolues différentes dans un cadre temporel relatif identique, dont « l'unité » est l'expression morphologique du cycle phénologique dans son ensemble. L'analyse rétrospective de l'appareil caulinaire des arbres tropicaux apparait donc comme une méthode à la fois souple et robuste, complémentaire des suivis de croissance et de suivis phénologiques plus traditionnels. Les résultats obtenus sont originaux et nouveaux dans le domaine de l'écologie tropicale et ils ouvrent des perspectives intéressantes et prometteuses. / The aim of this thesis is to study retrospectively the crown development of large canopy trees of French Guiana. We choose several species expressing various ecological behaviors, architectural developments and phenologies which had at least one morphological or anatomical marker usable in retrospective analysis. We described well sun exposed branches that were representative of individuals' height-growth and reproduction. Simultaneously, we conducted a monthly phenological survey in order to compare our hypotheses from the retrospective analysis to the phenological data. The retrospective analysis allowed us to reconstruct the last 10 to 15 developmental cycles within the branches in mean, sometimes up to 40 cycles in some species. Data give information on the species' intrinsic phenological organization as on growth modalities and reproduction. We could access to the meristems history within the branches and in some case, we could approach meristems interactions on a trophic level. Finally, we could compare species with various phenological strategies within the same relative temporal frame given that is given by the retrospective analysis. The retrospective analysis appears to be a reliable complementary tool that gives access to new and original results in tropical tree study.

La communication par émission sonore est un trait comportemental répandu chez les animaux terrestres. Les riches textures sonores de la forêt neotropicale nous suggèrent que la faune est non seulement abondante, mais aussi diverse et dynamique. Cette facette de la biodiversité peut révéler des informations précieuses sur les communautés animales qui habitent les milieux tropicaux, mais reste largement méconnue. Comment mesurer la diversité acoustique tropicale pour aborder des questions écologiques ? Dans le cadre de l'écoacoustique, nous avons cherché à révéler des structures dissimulées dans le paysage sonore de la forêt neotropicale, et tenter d’expliquer leurs présences à travers les processus écologiques sous-jacents. Tout d’abord, nous avons suivi la dynamique spatio-temporelle d’une empreinte sonore amazonienne, le chant de l’oiseau tropical Lipaugus vociferans, montrant une activité liée à des caractéristiques spécifiques d’habitat. Puis, nous nous sommes intéressés aux communautés d’amphibiens. L’analyse de variables acoustiques et météorologiques nous a permis de mieux comprendre les causes, patrons et conséquences du comportement reproductif explosif. Enfin, nous avons adapté de nouveaux outils de calcul, issus des disciplines de l'apprentissage automatique et de la reconnaissance de formes, pour proposer une analyse efficace, objective et facilement reproductible de grands jeux de données acoustiques. L’écoacoustique, renforcée par des algorithmes informatiques, émerge comme une approche clé pour les programmes de suivis de biodiversité à large échelle, permettant de mieux comprendre et valoriser la diversité de formes de vies unique abritée par la forêt tropicale. / Acoustic signalling is a common behavioural trait among terrestrial animals. The rich sound textures of neotropical forest echo that wildlife is not only abundant, but also diverse and dynamic. This facet of biodiversity can reveal valuable insights of animal communities inhabiting tropical environments, yet remains poorly understood. How to best measure tropical acoustic diversity to address ecological questions? Based on the ecoacoustic framework, we explored the soundscape of neotropical forest, revealing patterns and investigating the ecological underlying processes. First, we tracked the spatiotemporal dynamics of an amazonian soundmark, the song of the bird Lipaugus vociferans, showing activity patterns related to specific habitat features. Then, we investigated amphibian communities with very brief reproduction periods. Coupling acoustic and environmental variables, we shed light on the causes, patterns and consequences of explosive breeding events. Finally, we adapted novel computational tools from the machine learning and pattern recognition disciplines to provide an efficient, objective and replicable analysis of large acoustic datasets. Ecoacoustics, powered with computer algorithms, emerge as a suitable approach to scale-up biodiversity monitoring programs, allowing to better understand and cherish the unique diversity of life sustained by tropical forest.

Un modèle de dynamique forestière, considéré comme un outil d'aide à l'aménagement forestier, peut reposer sur différents niveaux de description du peuplement : arbre, distribution ou peuplement. Une approche est recherchée pour construire un modèle à un niveau de description intermédiaire entre l'arbre et le peuplement, en s'appuyant sur les données du dispositif sylvicole de Paracou en Guyane française. Dans un premier temps la possibilité de construire un modèle de trouées est évaluée sous deux angles : d'une part en regardant si la variable d'interaction des modèles de trouées permet d'expliquer les accroissements observés à Paracou, d'autre part en testant si le peuplement peut être découpé en placettes indépendantes. Dans les deux cas les résultats n'encouragent pas à la construction d'un modèle de trouées. Néanmoins un modèle arbre dépendant des distances, qui ne tient compte que de la compétition pour la lumière est obtenu ; ce modèle permet de reproduire les distributions diamétriques et en hauteur ainsi que la répartition spatiale à grande échelle (< 10 m) observées à Paracou. Dans un deuxième temps des méthodes pour changer de niveau de description sont établies, en suivant deux approches : la première est une approche méthodologique permettant de transposer les équations d'un modèle arbre en un modèle de distribution en utilisant des techniques issues de la physique (théorème de Liouville, approximation du champs moyen, méthode des moments). Cette methodologie est appliquée au modèle arbre construit dans la première partie. Il en ressort que l'espace joue dans ce modèle un rôle qui ne peut etre négligé. Dans une deuxième approche un modèle qui mélange le niveau individuel et le niveau distribution est construit, la transition de la composante distribution à la composante individuelle s'effectuant au diamètre de 40 cm. Ce modèle met en évidence la variabilité stochastique liée à la démographie des arbres de grande taille.