Globalement, le statut de la plupart des services écologiques (SE) est jugé préoccupant. Des actions de conservation permettraient de maintenir l’apport de certains SE à des emplacements cruciaux pour le maintien du bien-être humain. Néanmoins, comparée aux approches de conservation traditionnelles, la conservation des SE requiert des considérations particulières afin de capter le lien spatial qui unit les flux de services à leurs bénéficiaires. Or, ces connaissances demeurent fragmentaires. Cette thèse s’insère donc dans ce contexte et tente de répondre à trois questions principales, soit : (1) comment considérer le lien spatial entre les flux de SE et leurs bénéficiaires lors de la sélection des réserves?; (2) comment peut-on aligner la conservation de la biodiversité à celle des SE le plus efficacement possible?; et (3) quelles sont les conséquences de retarder la mise en œuvre des actions de conservation sur l’atteinte des objectifs? Nous avons d’abord montré que lorsque la demande pour les services à échelle locale était directement intégrée dans les procédés de planification systématique de la conservation, cela favorisait la sélection de sites qui étaient jusqu’à trois fois plus efficaces pour combler la demande des bénéficiaires par rapport à des approches qui ne ciblaient que l’apport des services uniquement. Cette nouvelle approche permet donc de concentrer les efforts de conservation aux endroits où les ressources investies contribueront le plus au bien-être humain. Ensuite, en utilisant cette dernière approche conjointement avec des cibles de biodiversité par l’entremise d’approche de sélection basée sur la complémentarité des sites, nous avons montré qu’il était possible d’atteindre toutes les cibles de conservation pour seulement 6 % de superficie supplémentaire à protéger. Lorsque l’atteinte de toutes les cibles de conservation est désirée, miser sur la congruence spatiale entre la biodiversité et les SE était de deux à cinq fois moins efficace que l’utilisation d’une approche basée sur la complémentarité entre les sites. Finalement, dans un contexte d’augmentation des pressions provenant des activités industrielles, nous avons évalué les effets du retard dans la mise en œuvre de la conservation sur le coût de remplacement des réseaux de conservation. Nous avons montré que ce coût peut s’élever jusqu’à 15 % lorsque la conservation est effectuée après le début du développement. / The current global status of most ecosystem services (ES) is precarious. Conservation actions could help secure their provision in locations deemed critical for the maintenance of human well-being. However, compared to traditional conservation planning approaches, ES conservation requires particular considerations to capture the spatial link between human beneficiaries and services flows; this knowledge is still fragmentary. This thesis examines one such context and tries to answer the following three main research questions: (1) How do we identify important sites for ES conservation? (2) How do we best align biodiversity and ES conservation? (3) What are the consequences of the delayed implementation of ES conservation actions? We first showed that considering demand in systematic conservation planning procedures fostered the selection of sites that may be up to three times more efficient in fulfilling beneficiary demand. This approach enables conservation efforts to focus on locations where resource investment will yield the greatest return for human well-being. Then, using this novel approach simultaneously with wetland biodiversity features within a complementary based selection procedure, we showed that it was possible to achieve all biodiversity and ES targets for only six percent of the additional area to be protected. When all conservation targets are sought to be a attained, counting on the spatial congruence between biodiversity and ES may be two to five times less efficient than using a complementarity based approach. Finally, in a context of increasing pressures from industrial development, we assessed the role of timing where the implementation of ES conservation actions is concerned on the replacement cost of the resultant networks. We showed that a slight increase in the percentage of the study area subjected to development can raise the replacement cost of conservation networks of up to fifteen percent.

Le changement d'utilisation des terres exerce des pressions considérables sur les milieux naturels en région habitée. La base de plein air de Sainte-Foy (BPASF) est un parc municipal urbain avec plusieurs types de milieux humides et zones forestières. Ce projet vise à poser un diagnostic sur l'état historique et actuel des habitats de la BPASF, évaluer l'impact des interventions anthropiques sur ceux-ci, identifier les endroits et les types d'habitats importants pour la diversité floristique et identifier les besoins de conservation et de restauration des milieux à l'aide de divers indices floristiques. L'étude des photographies aériennes datant de 1948 à 2019 a montré que les écosystèmes se sont boisés lorsque les activités agricoles ont cessé et que le réseau de sentiers récréatif et le centre de triage ferroviaire se sont développés. L'inventaire floristique réalisé dans 70 placettes de 400 m² a montré que les parcelles situées en zones marécageuses et forestières possèdent une richesse spécifique plus élevée, tandis que celles trouvées dans les marais et la tourbière contribuent significativement à la diversité bêta (unicité). Ceci suggère que les quatre types d'habitats contribuent à la diversité floristique au sein de la BPASF. Le diagramme de dispersion de l'unicité des parcelles (LCBD) en fonction de leur degré de tolérance aux perturbations (coefficient de conservatisme moyen) a permis d'identifier les parcelles où des actions de restauration et de conservation pourraient avoir lieu, ainsi que les secteurs où le développement d'activités récréatives pourrait être promu. La tourbière ouverte a été identifiée comme un habitat unique à conserver. Pour cela, des actions doivent être prises pour ralentir le phénomène de boisement. Comme interventions, nous proposons la coupe d'arbres et la fermeture du sentier sur tourbe. Trois marais ont été identifiés comme prioritaire à la restauration. Puisqu'ils agissent en tant que bassins de rétentions, nous recommandons de simplement surveiller l'abondance des espèces exotiques envahissantes. Les connaissances acquises lors de ce projet ont permis d'identifier des interventions qui favoriseraient la protection des milieux naturels à la BPASF. De plus, le diagramme de dispersion est un outil qui pourra guider les décisions futures concernant l'aménagement, la conservation et la restauration de la BPASF. La méthodologie employée pour l'identification des besoins de conservation et de restauration à la BPASF pourrait être appliquée dans d'autres parcs et milieux naturels. / Urban wetlands face a variety of pressures, such as housing, agriculture, and forestry. The "Base de plein air de Sainte-Foy" (BPASF) in Québec is a municipal outdoor recreational center comprising various ecosystems, including wetlands and forests. This project aims to study the historical and present state of the ecosystems at the BPASF to identify restoration and conservation opportunities. The general evolution of plant communities of the ecosystems and the influence of anthropic disturbances on the dynamics was evaluated through the analysis of historical aerial photographs. We observed a tree encroachment in open ecosystems (peatland) which was likely facilitated by the development of recreational trails and the expansion of the marshalling yard. We also performed several floristic inventories in 2019 to assess the condition of the ecosystems and their restoration potential. Plots located in forests and swamps had the highest species richness, whereas only plots located in the marsh and peatland areas significantly contributed to beta diversity. Suggesting the importance of preserving these four types of ecosystems to maintain biodiversity at the BPASF. By combining the floristic quality assessment and uniqueness indexes, we were able to identify areas in need of conservation, restoration, and areas where future development could occur. We identified the open peatland as a unique habitat in need of conservation. Although, to preserve this habitat actions are needed to slow the tree encroachment. We suggest cutting trees and closing the recreational trail directly on the peat. Marshes were identified as an environment potentially in need of restoration mainly due to the abundance of exotic species. But, since they act retention basins due to their topographic location, we suggest monitoring the abundance of exotic invasive species. Moreover, the knowledge acquired during this project allowed us to identify intervention actions that would promote the protection of the ecosystems of the BPASF. The scatterplot of the uniqueness and tolerance to disturbance values is a tool that can continue to guide decisions concerning the management of the natural areas in the BPASF. The methodology used to identify conservation and restoration needs at BPASF could be applied in other parks and natural environments to help guide management decisions. Indeed, lessons learned from this project can serve other municipalities aiming to identify conservation and restoration needs in an urban natural area.

La restauration et la création de milieux humides sont des stratégies envisagées comme mesures de compensation à la perte de milieux humides naturels. Dans ce contexte, la création de bassins de rétention d'eaux pluviales lors de construction de routes figure parmi ces méthodes potentielles de compensation. L'objectif de mon projet était de quantifier l'utilisation de bassins de rétention par les amphibiens, en comparaison avec des milieux humides de référence. Ces bassins permettent la rétention des eaux de ruissellement provenant de surfaces imperméables qui sont chargées en polluants. Nous avons émis l'hypothèse que les amphibiens utilisent davantage les milieux humides éloignés que les milieux humides près des routes et qu'à distance égale à la route, ils utilisent davantage les milieux humides naturels que les bassins de rétention. Nous avons évalué la présence d'adultes à l'aide de points d'écoute de chants d'anoures et le succès reproducteur à l'aide de décomptes de masses d'œufs et de têtards. Ces inventaires ont été effectués dans 20 bassins de rétention construits par le Ministère des Transports du Québec, 20 milieux humides naturels près des routes (< 50 m) et 20 milieux humides éloignés des routes (50 m - 500 m). La qualité des sites a été évaluée en mesurant des caractéristiques locales comme la taille de l'étang, la végétation, les propriétés physico-chimiques, l'hydropériode et des variables à l'échelle du paysage. Nos résultats révèlent que la conductivité et le pH sont plus élevés dans les bassins que dans les milieux humides naturels. Nos analyses n'ont dévoilé aucun effet des variables explicatives sur l'occupation des amphibiens aux stades de têtards et d'adultes d'anoures. Toutefois, l'abondance de masses d'œufs de salamandres fouisseuses diminuait avec l'augmentation de la conductivité et de l'hydropériode. Malgré certaines caractéristiques différentes des milieux naturels, les bassins sont utilisés par plusieurs espèces d'amphibiens pour la reproduction et le développement. La diminution d'application de sels de déglaçage devrait augmenter la qualité des milieux humides en bordure de route pour les communautés d'amphibiens. / Wetland restoration and creation are strategies considered to compensate for the loss of natural wetlands. In this context, the creation of stormwater retention ponds (hereafter, stormwater ponds) during road construction is a potential method of compensation. The objective of our project was to quantify the use of roadside stormwater ponds by amphibians. Roadside stormwater ponds allow for the storage of rainfall and run off. These waters are loaded with pollutants, such as road salts. We hypothesized that amphibian use of natural wetlands is greater than in roadside wetlands, and that at equal distances from the road, amphibians are more likely to use natural wetlands than stormwater ponds. We assessed adult presence using anuran call surveys and reproductive success using egg masses and tadpole counts. These surveys were conducted in 20 roadside stormwater ponds, 20 natural roadside wetlands (< 50 m), and 20 wetlands far from roads (50 m - 500 m). We evaluated site quality based on local characteristics such as pond size, vegetation, water physicochemical properties, hydroperiod, as well as landscape-scale variables. Our results revealed that conductivity and pH were substantially higher in ponds than in natural wetlands. Occupancy of adults and tadpoles did not vary with the pond and landscape-scale variables we considered. However, the abundance of mole salamander egg masses decreased with in creasing water conductivity and pond hydroperiod. Despite certain characteristics that differentiate them from natural environments, roadside stormwater ponds provide breeding and larval development habitat to several amphibian species. However, decreasing de-icing salt applications will increase the quality of stormwater ponds for amphibian communities.

L’objectif de ce mémoire est de comprendre les valeurs des services écologiques obtenues par différentes méthodes d’estimation et de proposer des critères pour faciliter leur intégration dans les processus décisionnels. Dans le premier chapitre, une comptabilisation des services écologiques rendus par les milieux humides est présentée pour la région de la Minganie au Québec. Cette comptabilisation comporte trois parties, soit la comptabilisation des services écologiques, la comptabilisation du capital naturel et l’estimation de la valeur économique associée à la séquestration du carbone. La capacité d’utiliser ces estimations pour déterminer des valeurs de compensation est discutée. Dans le deuxième chapitre, les trois méthodes d’estimation suivantes sont analysés: les coûts de remplacement, les mesures du bénéfice marginal et les coûts des dommages évités avant de conclure sur l’importance de l’interprétation des différentes valeurs monétaires obtenues par ces méthodes, dans un contexte de prise de décisions. / The purpose of this paper is to understand the values of ecosystem services obtained from different estimation methods and to provide guidance to facilitate their use for landscape management decisions. In the first chapter, we present an accounting for the ecosystems rendered by wetlands in Minganie, Québec. The accounting is divided in three categories: ecosystem services, natural capital and carbon sequestration. We proceed to analyse how these values may be used in the field and suggest that further analysis of the underlying estimation methods would help in identifying their areas of applicability. The second chapter takes a closer look at three estimations methods: replacement cost, marginal benefit methods and damage avoided costs. From this analysis it is concluded that a careful interpretation of monetary values is needed to properly guide their use in the decision making process.

La baisse des niveaux d’eau due aux changements climatiques affecte la végétation des milieux riverains. Le lac Saint-Pierre, au Québec, n’en fait pas exception. Cette étude a pour objectif principal de suivre l’évolution des communautés végétales des marais du lac Saint-Pierre entre 2000-2001 et 2015 afin de comprendre comment la composition en espèces végétales d’un milieu humide riverain se modifie en contexte de bas niveaux d’eau. Pour ce faire, les changements dans la composition végétale des milieux humides du lac Saint-Pierre ont été étudiés en comparant des relevés de végétation des années 2000 et 2001 à ceux effectués aux mêmes endroits en 2015. Au total, 147 espèces trouvées en 2015 dans 129 stations ont été analysées. L’élévation moyenne pondérée de chacune des espèces a été calculée pour chacune des périodes et comparée afin de mettre en lumière leur déplacement sur le territoire. Afin d’évaluer la progression des espèces introduites et indigènes, un modèle linéaire général sur un échantillon de 15 espèces représentatives a été réalisé. Les résultats montrent un déplacement des espèces facultatives (qui tolèrent l’assèchement du milieu) vers le centre du lac. Une augmentationdu couvert végétal des espèces exotiques a été observée, plus particulièrement pour Rorippa amphibia et Phalaris arundinacea. Ces changements ont été détectés sur une période de temps relativement courte, soit sur 15 années, et risquent d’avoir un impact important sur le fonctionnement de l’écosystème.