Ce projet vise à évaluer l’effet de la configuration spatiale des coupes forestières et des routes sur la mortalité des adultes du caribou des bois (Ranfiger tarandus), écotype forestier, dans des paysages habités par le loup gris (Canis lupus) et une proie alternative, l’orignal (Alces alces). Nous avons utilisé un modèle centré sur l’individu pour modéliser les déplacements d’agents, représentant des individusfictifs de chaque espèce, dans des environnements virtuels. Les agents se déplaçaient selon des règles de déplacement établies à partir de l’analyse des données de suivis télémétriques de caribous, d’orignaux et de loups. Les environnements virtuels étaient façonnés par différents aménagements forestiers se distinguant par leur niveau de perturbations et par la configuration spatiale des coupes et du réseau routier. Le nombre de caribous morts par la prédation augmentait avec le niveau de perturbations des scénarios d’aménagement forestier. De plus, pour un même niveau de perturbations, la mortalité des caribous différait selon la configuration spatiale des activités forestières. Le risque de prédation des caribous était plus élevé lorsque la configuration des coupes dans le paysage engendrait un dense et vaste réseau routier et une fragmentation importante de l’habitat du caribou. Ainsi, en plus du niveau de perturbations, les plans de gestion de l’habitat de l’écotype forestier du caribou des bois devraient prendre en compte l’effet de la configuration spatiale des coupes et des routes sur la mortalité du caribou afin d’atténuer l’impact dela prédation sur ces populations dû à l’extraction des ressources. / The aim of this project was to assess the impact of the spatial configuration of cuts and roads on adult mortality of the boreal ecotype of woodland caribou (Ranfiger tarandus)in landscapes inhabited by the gray wolf (Canis lupus) and an alternative prey, the moose (Alces alces). We used an individual-based model to simulate movements of agents, which are virtual individuals of each species, moving in virtual landscapes. Agents moved according to movement rules determined from field studies conducted on radio-collared caribou, moose and wolves. Virtual landscapes were shaped by various forest managements, differing in disturbance level sand spatial configuration of cuts and roads. The number of caribou killed by wolves increased with increasing disturbance levels. Also, for a given level of disturbance, caribou mortality varied with the spatial distribution of forest activities. Predation risk of caribou was higher in landscapes with extensive road networksand high degree of forest fragmentation. Thus, habitat management plans for boreal caribou should not only focus on assessing habitat disturbance thresholds but also consider the effect of the spatial configuration of cuts and roads on caribou mortality in order to reduce the impact of predation due to natural resource extraction on the ecotype’s populations.

J'ai étudié la génétique, l'utilisation de l'espace et la condition physique de sept populations de trois écotypes de caribou (Rangifer tarandus) de la péninsule du Québec-Labrador. L'écotype montagnard n'est pas différent génétiquement de l'écotype migrateur, mais il l'est de l'écotype sédentaire. Les deux populations migratrices sont similaires génétiquement mais différentes des quatre sédentaires. Deux mécanismes d'échanges potentiels entre les troupeaux migrateurs ont été quantifiés pour la première fois: le chevauchement des aires de rut et l'infidélité aux aires de mise bas. Il semble que la condition physique (masse des faons, taille et réserves corporelles des adultes) ait décliné durant la croissance démographique du troupeau de la rivière George, mais qu'elle se serait légèrement améliorée par la suite durant la diminution des effectifs. La condition physique des individus du troupeau de la rivière aux Feuilles s'est détériorée durant la croissance démographique de ce troupeau et elle est maintenant inférieure à celle des caribous du troupeau de la rivière George. Les caribous des trois écotypes sont distincts aux plans des mouvements et de la taille corporelle. Le caribou migrateur est plus petit maintenant que le sédentaire mais c'était le contraire dans les années 1960 probablement à cause des facteurs densité-dépendants qui ont entraîné une réduction de la taille corporelle des migrateurs durant leur croissance démographique. Ces variations temporelles dans la condition physique du caribou migrateur sont reliées à la qualité de l'habitat estival, mais aussi à des facteurs climatiques et à des changements drastiques des mouvements saisonniers et annuels. En effet, les mouvements sont positivement reliés à la taille de la population chez les deux troupeaux migrateurs. Il est possible que les variations temporelles des mouvements constituent l'un des mécanismes agissant sur la condition physique du caribou migrateur. Les trois écotypes présentent de nombreuses différences, ce qui supporte l'utilisation de ce concept en conservation. Bien que les deux troupeaux de caribous migrateurs ne soient pas génétiquement différents, leur condition physique et leurs mouvements sont distincts. Il semble donc justifié pour leur conservation de distinguer ces deux populations qui semblent interagir suivant un modèle de métapopulation, une hypothèse qu'il faudra valider. / I studied population genetics, space use and body condition of seven populations of three ecotypes of caribou (Rangifer tarandus) in the Québec-Labrador Peninsula. The montane ecotype was not genetically different from the migratory ecotype, although it differed from the sedentary ecotype. The two migratory herds were similar genetically but differed from the four sedentary herds. Two potential gene flow mechanisms in the migratory ecotype were quantified for the first time: rutting range overlap and infidelity to calving ground. It seems that body condition (calf body mass and adult body size and reserves) decreased during demographic growth of the Rivière-George herd and later slightly improved during population decline. Body condition of caribou from the Rivière-aux-Feuilles herd decreased during demographic growth and is now lower than for caribou of the George herd. Movements and body size differed between the three ecotypes. Migratory caribou are now smaller than sedentary caribou although it was the opposite in the 1960s, probably because density-dependent effects induced a body size reduction in migratory caribou during demographic growth. These temporal variations in body condition of migratory caribou are related to summer habitat quality, but also to climatic factors and to major changes in seasonal and annual movements. Indeed, movements were positively related to population size in both migratory herds. It is possible that temporal variations in movements represent one of the mechanisms acting on body condition of migratory caribou. We found many differences among the three caribou ecotypes which support the use of this concept in conservation. Although the two migratory herds were not genetically different, their body condition and movements were distinct. Thus, it seems justified for conservation and management purposes to distinguish these two populations that are interacting in a metapopulation model, an hypothesis that remains to be tested.

Les perturbations humaines sont en augmentation dans de nombreuses régions du monde et entraînent des conséquences graves sur les écosystèmes. Les régions nordiques et arctiques pourraient être particulièrement touchées par le développement anthropique à cause du fort potentiel en ressources naturelles et la faible résilience de ces écosystèmes. Le caribou migrateur (Rangifer tarandus) est au coeur de ces préoccupations puisqu’il constitue une espèce clé de cet écosystème. La majorité des troupeaux de caribous est toutefois en déclin et la nature généralisée et parfois synchrone de ces déclins suggère que des changements globaux, comme les changements climatiques et le développement anthropique, pourraient être responsables. Dans le nord du Québec et au Labrador, les caribous migrateurs des troupeaux Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG) ne font pas exception à la tendance observée. Ces troupeaux ont subi une importante diminution au cours des dernières décennies. Simultanément à ces déclins, la région a connu une augmentation marquée des activités humaines, particulièrement dans le secteur minier. Toutefois, la contribution des perturbations humaines aux déclins de populations actuellement observés reste inconnue. Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressée à quantifier les effets des perturbations humaines sur l’utilisation de l’espace et la survie des caribous migrateurs du TRAF et TRG. Mes travaux sont divisés en quatre objectifs : 1) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le comportement des caribous en évaluant l’impact des infrastructures linéaires sur les déplacements et en estimant les zones d’influence autour des infrastructures; 2) Évaluer la perte cumulée d’habitat associée à l’évitement des perturbations; 3) Évaluer l’effet des perturbations humaines sur la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive; 4) Évaluer les effets des perturbations humaines sur le risque de mortalité des caribous et leur importance relative par rapport aux facteurs naturels; Mes travaux ont démontré que les caribous migrateurs répondent aux perturbations humaines à différentes échelles spatiotemporelles. À fine échelle, les caribous accéléraient leurs déplacements lors de la traversée d’une route. Une des routes sur l’aire de répartition du TRAF (route Raglan) semblait jouer un rôle de barrière aux mouvements des caribous. Les caribous évitaient les infrastructures sur des distances pouvant aller jusqu’à 23 km et l’évitement semblait exacerbé durant la période de chasse sportive. À plus large échelle, l’évitement des infrastructures s’est traduit en une perte cumulée d’habitat qui pouvait atteindre jusqu’à 30% des aires saisonnières et jusqu’à 37% des habitats fortement utilisés par les caribous. Mes travaux ont également démontré que la vulnérabilité des caribous à la chasse sportive était principalement affectée par les caractéristiques du paysage qui influencent la visibilité et l’accessibilité des chasseurs aux zones de chasse. Les caribous étaient plus vulnérables sur les lacs gelés, près des infrastructures de chasse, comme les pourvoiries et les routes, et dans les terrains moins accidentés. Ces résultats suggèrent que le développement anthropique pourrait augmenter l’accessibilité des chasseurs sur l’aire de répartition des caribous et donc augmenter leur vulnérabilité à la chasse. Finalement, mes travaux ont permis de démontrer que les perturbations humaines ont des effets négatifs limités sur le risque de mortalité des caribous. Leurs effets étaient typiquement moins forts que les facteurs naturels, tels que les patrons individuels d’utilisation de l’habitat, le risque de prédation et les conditions météorologiques, pour expliquer les variations du risque de mortalité des caribous. Ces résultats suggèrent que les impacts des perturbations humaines sur la survie des caribous sont limités, mais sont néanmoins présents. Le développement humain se poursuit dans les régions nordiques, ce qui pourrait rendre les caribous de plus en plus vulnérables aux impacts négatifs des perturbations humaines. Le niveau actuel de développement anthropique étant actuellement faible dans la région, il est possible de suggérer un changement dans l’élaboration et l’application de mesures de gestion pour les populations de caribou migrateur. Au lieu de tenter de mettre en place des mesures de gestion et de restauration coûteuses, il est encore possible aujourd’hui de restreindre le développement dans les zones critiques pour le caribou. Une approche proactive serait plus efficace afin de limiter les impacts négatifs sur la distribution et l’abondance des caribou. Les changements climatiques constituent une menace grandissante pour les populations de caribous, l’atténuation des impacts anthropiques pourrait donc augmenter la résilience des populations à ces changements globaux. / Human disturbances are increasing worldwide and have led to serious and irreversible consequences on natural ecosystems. Northern and Arctic regions may be particularly affected by anthropogenic development because of the high potential for the extraction of natural resources and the poor resilience of these ecosystems. Migratory caribou (Rangifer tarandus) are at the heart of these concerns raised by anthropogenic development in northern regions because they represent a key species of this ecosystem. Most caribou populations, however, are declining and the generalized and sometimes synchronous nature of these declines suggest that global changes, such as climate change and human development, may be responsible. In northern Québec and Labrador, Canada, migratory caribou of the Rivière-aux-Feuilles (RFH) and Rivière-George herds (RGH) are no exception to the current worldwide trend of decline. These herds have experienced an important decline in the last decades. Simultaneous to these declines, the region has experienced a rapid increase in human development, mainly owing to the mining sector. Yet, the contribution of human disturbance to the herds’ decline remains to be investigated. In this thesis, I assessed the effects of human disturbances on space use and survival of migratory caribou of the RFH and RGH. My work is divided into four objectives: 1) Evaluating human disturbance effects on caribou behavior, by evaluating the effect of linear features on caribou movements and by estimating the zones of influence of infrastructure; 2) Evaluating the cumulative habitat loss associated with the avoidance of infrastructure; 3) Evaluating human disturbance effects on caribou vulnerability to sport hunting; 4) Evaluating human disturbance effects on the mortality risk of caribou and their importance relative to that of natural factors. My results revealed that migratory caribou react to human disturbance at various spatiotemporal scales. At a fine scale, caribou increased their movement rate when crossing roads. One of the road in the Rivière-aux-Feuilles range (Raglan road) also appeared to act as a barrier to caribou movement. Caribou also avoided infrastructure over distances reaching as much as 23 km, and avoidance was exacerbated during the sport hunting period. At a larger scale, avoidance of infrastructures resulted in a cumulative habitat loss that could reach as much as 30% of the area of seasonal ranges, and 37% of high-quality habitat available for caribou. My work also revealed that caribou vulnerability to sport hunting was mainly affected by landscape characteristics influencing visibility and accessibility for sport hunters. Caribou were more vulnerable on frozen lakes, near hunting infrastructure such as roads and outfitter camps, and in less rugged terrain. These results suggest that human development could increase hunters’ accessibility to the landscape and thus, increase caribou vulnerability to sport hunting. Lastly, my work also showed that human disturbances have a limited impact on the mortality risk of caribou. These effects were typically less strong than natural factors, such as individual patterns of habitat use, predation risk and weather conditions, on caribou survival. These results suggest that the impacts of human disturbances are limited at the currently low state of development in northern Québec and Labrador, but are nevertheless observable. Anthropogenic development is continuing in northern regions, thus caribou could become increasingly vulnerable to the negative impacts of human disturbance. Because the current level of development in the RFH and RGH ranges is still low, it is appropriate to suggest a shift in the planning and implementation of management actions for population of migratory caribou. Instead of pursuing costly management and restoration activities after disturbance, it would be more effective to limit the area and intensity of development across the critical habitat of caribou. Such proactive approaches would be more efficient and effective at limiting declines in the distribution and abundance of caribou. Climate change is a growing threat for caribou populations; the mitigation of anthropogenic impacts could increase the resilience of these populations to global change.

L'information sur la façon dont les paramètres démographiques tels que la survie et la reproduction varient au fil du temps est centrale pour comprendre la dynamique de population. Nous avons estimé la survie annuelle de plus de 700 caribous migrateurs marqués chez deux troupeaux du Québec-Labrador entre 1991 et 2012. De plus, nous avons vérifié l'effet de la masse des colliers émetteurs sur la survie des femelles adultes. Nos résultats démontrent que, lorsque la condition physique est mauvaise, un collier lourd peut diminuer la probabilité de survie d'environ 18% par rapport à un collier léger. Par la suite, nous avons élaboré un modèle démographique permettant d'estimer la taille de population annuelle. Nous avons utilisé cette technique efficace et peu coûteuse afin de corriger des inventaires ayant une grande incertitude ainsi que confirmer des inventaires aériens récents. Finalement, nous démontrons l'importance des suivis à long terme d’individus marqués. / Information on how demographic parameters such as survival and reproduction vary over time is central to understanding populationdynamics. We estimated annual survival of more than 700 marked migratory caribou in two herds in Quebec-Labrador between 1991 and 2012. In addition, we tested the effect of radio collarmass on adult femalesurvival. Our results demonstrate that when bodycondition is low, a heavy collar can reduce survival byapproximately 18% compared to a light collar. Subsequently, we developed a demographic model to estimate annual population size. We used this effective and relatively inexpensive technique to correct one aerial census with high uncertainty and confirm recent aerial censuses. Finally, we demonstrate the importance of long-term monitoring of marked individuals.

Les populations du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) sont en déclin sur l’ensemble de leur aire de répartition en Amérique du Nord. Il s’avère que la prédation, amplifiée par l’exploitation forestière, en est la principale cause. Ce projet consiste à mettre en place un outil d'aide à la décision, permettant de modéliser les changements du risque de prédation chez le caribou forestier durant la succession forestière, et ce, selon différents scénarios d'aménagement forestier simulés sur la Côte-Nord du Québec, Canada. Ces scénarios, simulés de 2000 à 2150, sont caractérisés par (i) des coupes limitées aux blocs de protection et de remplacement, (ii) des coupes étendues sur le paysage, et finalement (iii) par l'absence de coupe dès 2000. Un modèle basé sur l'individu (MBI) permet de modéliser les déplacements simultanés du caribou forestier, de l'orignal (Alces alces) et du loup gris (Canis lupus) afin d'évaluer le risque de prédation selon les scénarios. En général, le risque de prédation est plus important lorsque les coupes sont limitées aux blocs de protection et de remplacement. En effet, il semble que ces blocs augmentent les probabilités de rencontre entre les proies et leurs prédateurs. Toutefois, certains résultats ne reflètent pas la littérature, ce qui montre la nécessité d'améliorer le MBI. Certaines recommandations visent finalement à bonifier ce MBI pour permettre l'analyse de la viabilité à long terme du caribou forestier en fonction de différents scénarios d'aménagement forestier. / Populations of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou) are declining throughout their range in North America. Natural predation, amplified by logging, has been identified as the main cause of decline. This project develops decision making tool in order to models changes in predation risk for the woodland caribou during forest succession for different harvest scenarios in Côte-Nord, Québec, Canada. These scenarios were explored for the years 2000 to 2150: (i) cuts limited to protection and replacement blocks, (ii) cuts allowed throughout the study area and (iii) no cuts from 2000 to 2150. An individual based model (IBM) was used to simulate the movements of woodland caribou, moose (Alces alces) and gray wolf (Canis lupus) in order to assess predation risk during forest succession. In general, predation risk was higher when cuts were confined to protection and replacement blocks. However not all results are consistent with conclusions from field-based studies, denoting the need to improve the IBM. Thus various recommendations are suggested to enhance the IBM in order to make this tool useful for long-term viability analysis of woodland caribou for different harvest scenarios.

Dans le contexte des changements climatiques et du développement anthropique, les populations sauvages sont soumises à une pression de plus en plus forte, compromettant leur maintien ou leur rétablissement. Le devenir de nombreuses populations est aujourd'hui incertain. La mise en place de stratégies de gestion efficaces de ces populations nécessite une connaissance fiable des paramètres démographiques, de leur contribution aux changements du taux de croissance, et de leurs facteurs. Dans le Nord, la majorité des troupeaux de caribous et de rennes sont en déclin. Les troupeaux de caribous migrateurs Rivière-aux-Feuilles (TRAF) et Rivière-George (TRG), dans le nord du Québec et au Labrador ne font pas exception. Leur déclin drastique ces 30 dernières années met en péril le fonctionnement des écosystèmes nordiques, la sécurité alimentaire des communautés autochtones ainsi que la transmission de leur culture. Dans la première section de ma thèse, je me suis intéressée à la survie des femelles adultes et des juvéniles en cherchant à produire des estimés fiables de ces paramètres et à identifier les facteurs environnementaux impliqués. Ces données sont par la suite exploitées dans la deuxième section de ma thèse pour la reconstitution de la dynamique de population passée des troupeaux. J'ai également tenté de prédire la capacité de rétablissement des troupeaux sous différents scénarios pessimiste, réaliste et optimiste des fluctuations des paramètres démographiques combinés à plusieurs simulations de prélèvements par la chasse. Mes travaux suggèrent que le déclin du TRAF serait contemporain à celui du TRG au début des années 1990. Les survies des femelles adultes et des faons étaient les principaux déterminants des changements dans le taux de croissance des troupeaux. La survie annuelle des femelles adultes était très stable pour le TRAF alors qu'elle était hautement variable pour le TRG, ce qui expliquerait le déclin plus rapide de ce dernier. Chez les deux troupeaux, les survies annuelles et saisonnières des femelles adultes étaient affectées par les conditions environnementales associées à la disponibilité des ressources et des conditions météorologiques au cours des saisons biologiques. Les résultats confirmaient des effets immédiats, reportés, directs et indirects des conditions environnementales saisonnières sur la survie des femelles adultes. Les conditions favorisant une augmentation des coûts de déplacement ou une réduction de l'accès aux ressources diminuaient la probabilité de survie. La survie des faons jusqu'au recrutement était très variable ce qui expliquait sa forte contribution aux changements dans le taux de croissance. La survie des faons avant sevrage semblait plus stable d'une année à l'autre et était principalement déterminée par la date de naissance et les précipitations moyennes journalières rencontrées au cours de la saison de mise bas. Mes résultats suggèrent enfin qu'un rétablissement des troupeaux serait possible sous réserve d'une amélioration de la survie de toutes les classes d'âge et du taux de gestation. Des prélèvements élevés pourraient aussi limiter le potentiel de reprise de croissance des troupeaux même avec des taux démographiques élevés. Les différences observées entre les troupeaux concernant les facteurs de la survie et la contribution des paramètres démographiques au déclin soulignent le besoin d'une gestion séparée des troupeaux. Mes travaux sont parmi les premiers à présenter les variations saisonnières de la survie des femelles adultes chez le caribou. Pour les deux troupeaux migrateurs, ils fournissent les premiers estimés de la survie juvénile annuelle et de ses variations intra-annuelles. Ma thèse offre aussi une compréhension plus fine de la dynamique de population passée. Elle propose des approches technologiques et de modélisation modernes permettant d'améliorer notre analyse des paramètres démographiques et de la dynamique de population, adaptables à d'autres espèces. Les approches intégrées flexibles et évolutives soutiennent le développement d'une gestion dynamique et adaptative indispensable dans le contexte des changements climatiques et du développement anthropique. / In the context of climate change and anthropogenic development, wild populations are under increasing pressure, compromising their maintenance or recovery. The future of many populations is now uncertain. The implementation of effective management strategies for these populations requires a reliable knowledge of demographic parameters, their contribution to changes in the growth rate, and their drivers. In the North, most caribou and reindeer populations are in decline. The Rivière-aux-Feuilles (RAF) and Rivière-George (RG) migratory caribou herds in northern Québec and Labrador are no exception. Their drastic decline over the last 30 years is jeopardizing the functioning of northern ecosystems, the food security of indigenous communities and the transmission of their culture. In the first section of my thesis, I focused on the survival of adult females and juveniles, trying to produce reliable estimates of these parameters and to identify their environmental factors. These data are then used in the second section of my thesis to reconstruct the past population dynamics of the herds. I also attempted to predict the recovery capacity of the herds under different pessimistic, realistic and optimistic scenarios of fluctuations in demographic parameters combined with several simulations of harvest rates. My work suggests that the decline of the RAF was contemporaneous with the decline of the RG in the early 1990s. Survival of adult females and calves were the primary determinants of changes in herd growth rates. Annual survival of adult females was very stable for the RAF while it was highly variable for the RG, which would explain the more rapid decline of the latter. In both herds, annual and seasonal survival of adult females was affected by environmental conditions associated with resource availability and weather conditions during the biological seasons. Results confirmed immediate, delayed, direct and indirect effects of seasonal environmental conditions on adult female survival. Conditions that increased travel costs or reduced access to resources decreased the probability of survival. Calf survival to recruitment was highly variable and thus contributed strongly to changes in the growth rate. Pre-weaning calf survival appeared to be more stable between years and was primarily determined by the birth date and average daily precipitations during the calving season. Finally, my results suggest that herd recovery may be possible provided that survival of all age classes and pregnancy rates improve. High harvest rates may also limit the potential for herds to recover even under high demographic rates. The differences between herds in survival factors and the contribution of demographic parameters to decline highlight the need for separate herd management. My work is among the first to assess seasonal variations in survival of adult females in caribou. For both migratory herds, it provides the first estimates of annual juvenile survival and its intra-annual variations. My thesis also provides a more detailed understanding of past population dynamics. It proposes modern technological and modeling approaches to improve our analysis of demographic parameters and population dynamics, adaptable to other species. Flexible and evolutionary integrated approaches support the development of dynamic and adaptive management essential in the context of climate change and anthropogenic development.

Le caribou montagnard des monts Torngat situé dans le nord du Québec et du Labrador connait présentement un déclin rapide. Cependant, la démographie, l’utilisation de l’espace et la sélection de l’habitat en relation avec le déclin de cette population sont méconnues. À l’aide de 35 caribous adultes munis de colliers satellites, nous avons évalué la sélection des habitats à deux échelles spatiales, la survie, et l’effet de la chasse ainsi que du chevauchement avec la population voisine de caribous migrateurs de la Rivière-George. Nous avons démontré que la sélection de l’habitat est similaire entre les deux échelles spatiales étudiées, mais variable selon les saisons. Nos résultats suggèrent que la sélection est déterminée par l’accessibilité et la disponibilité des ressources alimentaires en hiver et durant la pré mise-bas, l’évitement des insectes en été, et par la présence de plantes graminoïdes lors du rut. Bien que la prédation soit connue pour être le principal facteur limitant les populations et la sélection chez le caribou lors de la mise-bas, aucun comportement anti-prédateur n’a été détecté chez les femelles lors de cette saison. Nos résultats démontrent que le déclin est principalement attribuable à une faible survie des femelles adultes due à la chasse et à la prédation. Nous avons observé que l’utilisation de l’aire de distribution du caribou des monts Torngat par le troupeau Rivière-George a grandement diminué durant les 25 dernières années en raison de leur déclin. Ceci pourrait causer une diminution du flux génique et des possibilités d’immigration entre les deux troupeaux. Nos modèles démographiques suggèrent que le caribou des monts Torngat continuerait de décliner rapidement si aucune mesure de gestion n’était prise de façon à augmenter la survie des adultes. / The Torngat Mountains caribou herd in northeastern Québec-Labrador is rapidly declining. Few studies have examined the causes of this decline and little is known about the habitat selection, survival and space use of this herd. Using 35 caribou equipped with satellite collars between 2011 and 2015, we evaluated the Torngat Mountains caribou habitat selection at two different spatial and temporal scales, survival, and effect of harvest on future population trends. We also evaluated the Torngat Mountains caribou space use in relationship with its neighbor, the Rivière-George migratory caribou. We found little variation in habitat selection between the two spatial scales studied. However, there was variation in factors limiting habitat selection among different seasons. Habitat selection was primarily driven by resource availability and abundance during winter and pre-calving, by insect avoidance in summer and by the presence of graminoids during the rut. Although predation is known to be the main limiting factor of caribou populations and habitat selection by female caribou during calving, we found no evidence of predator avoidance behavior during this season. Moreover, we showed that the population decline was primarily attributed to low survival of adult females due to subsistence hunting and predation. We also found that the overlap between the two populations has decreased in the last 25 years due to a decline in Rivière-George herd abundance. This could result in decreased genetic exchanges and immigration between herds. Using demographic models, we showed that the Torngat Mountains caribou would rapidly decline if no management actions were taken to increase adult survival.

Le développement du complexe hydroélectrique La Grande, localisé dans la région de la Baie-James (Qc), a débuté au cours des années 1970. Comme ce complexe est situé à la limite sud de l'aire de répartition des deux troupeaux de caribous migrateurs du Québec, soit les troupeaux de la Rivière-George et de la Rivière-aux-Feuilles, il pourrait y avoir des répercussions à court et à long terme sur ces populations d'ongulés. Ce projet de recherche a donc pour objectif de décrire l'activité du caribou migrateur à proximité des réservoirs hydroélectriques du complexe La Grande à l'aide de l'analyse dendroécologique des cicatrices de piétinement. Cette méthode, basée sur la formation de lésions produites par l'impact des sabots du caribou sur les racines superficielles des conifères, permet de retracer l'activité des caribous dans une région donnée. La fréquentation des sites conifériens est évaluée au moyen des distributions de fréquence de l'âge des cicatrices de piétinement, ce qui permet de fournir un indice du passage du caribou au cours des dernières décennies. Des sites ont été échantillonnés à proximité des réservoirs LG4 et Caniapiscau ainsi que sur les îles formées suite à la mise en eau. Les résultats indiquent que la présence des caribous est très récente dans la région de LG4, variant de modérée à faible durant la décennie 1990 et devenant très forte au début des années 2000. La mise en eau du réservoir LG4 dans les années 1980 n'aurait donc pas affecté les déplacements des caribous. La courbe d'activité moyenne pour le secteur de Caniapiscau indique une augmentation graduelle de l'activité depuis 1975 jusqu'au début des années 1990, suivi d'un déclin considérable jusqu'à aujourd'hui. Lors de la mise en eau du réservoir Caniapiscau, l'activité était beaucoup plus importante sur les îles qu'en périphérie. Bien que quelques différences dans l'activité soient survenues en fonction de l'emplacement des sites lors la mise en eau, celle-ci n'aurait pas eu d'effet majeur à long terme sur les déplacements des caribous. Finalement, nous suggérons que les tendances d'activité obtenues dans cette étude seraient, en grande partie, le résultat d'une variation dans la taille des populations mais aussi du changement dans la distribution géographique des deux troupeaux.

Le caribou de Peary est l’unité désignable du caribou la plus septentrionale ; sa population a chuté d’environ 70% au cours des trois dernières générations. Le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC) identifie les conditions difficiles d’accès à la nourriture à travers le couvert nival comme le facteur le plus influant contribuant à ce déclin. Cette étude se concentre sur l’établissement d’un outil spatial de caractérisation des conditions nivales pour l’accès à la nourriture du caribou de Peary dans le Nord canadien, utilisant des simulations du couvert nival générées avec le logiciel suisse SNOWPACK à partir des données du Modèle Régional Climatique Canadien. Le cycle de vie du caribou de Peary a été divisé en trois périodes critiques : la période de mise bas et de migration printanière (avril – juin), celle d’abondance de nourriture et de rut (juillet – octobre) et celle de migration automnale et de survie des jeunes caribous (novembre – mars). Les conditions nivales sont analysées et les simulations du couvert nival comparées aux comptes insulaires de caribous de Peary pour identifier un paramètre nival qui agirait comme prédicateur des conditions d’accès à la nourriture et expliquerait les fluctuations des comptes de caribous. Cette analyse conclue que ces comptes sont affectés par des densités de neige au-dessus de 300 kg/m³. Un outil logiciel cartographiant à une échelle régionale (dans l’archipel arctique canadien) les conditions d’accès à la nourriture possiblement favorables et non favorables basées sur la neige est proposé. Des exemples spécifiques de sorties sont données pour montrer l’utilité de l’outil, en cartographiant les pixels selon l’épaisseur cumulée de neige au-dessus de densités de 300 kg/m³, où des épaisseurs cumulées au-dessus de 7000 cm par hiver sont considérées comme non favorables pour le caribou de Peary.

Arctic tundra vegetation communities are rapidly responding to climate warming with increases in aboveground biomass, particularly in deciduous shrubs. This increased shrub density has the potential to dramatically alter the functioning of tundra ecosystems through its effects on permafrost degradation and nutrient cycling, and to cause positive feedbacks to global climate change through its impacts on carbon balance and albedo. Experimental evidence indicates that tundra plant growth is most strongly limited by soil nutrient availability, which is projected to increase with warming. Therefore research to date into the mechanisms driving tundra 'shrub expansion' has taken a 'bottom-up' perspective, overlooking the potential role of herbivory in mediating plant-soil interactions. In this thesis, I integrate the impacts of climate warming and caribou browsing on tundra vegetation community structure, and specifically investigate if increases in soil fertility with warming might lead to changes in vegetation biomass and chemistry that could fundamentally alter herbivore-nutrient cycling feedbacks, shifting the role of caribou browsing from restricting shrub growth to facilitating it. Using experimental greenhouses, nutrient addition plots, and caribou exclosures at Daring Lake Research Station in the central Canadian low Arctic, I showed that warming increased soil nutrient availability and plant biomass, and that caribou browsing restricted tundra shrub growth under present conditions. Plant and soil nutrient pool responses to warming demonstrated that increased growing season temperatures enhanced tundra plant growth both by increasing soil nutrient availability and by inferred increases in the rate of photosynthesis, however that the former process was comparatively more limiting. Species- and plant part-specific changes in biomass and chemistry with warming and fertilization clearly indicated the rate and magnitude of change in soil fertility substantially alters plant community structure. Nonetheless, since plant nutrient concentrations decreased with warming and plant responses to browsing were independent of soil fertility, I did not find evidence for a shift from caribou decelerating to accelerating nutrient cycling with warming. Altogether this research indicates effective conservation and management of Rangifer populations is critical to understanding how climate change will affect tundra vegetation trajectories and ultimately tundra ecosystem carbon balances. / Thesis (Ph.D, Biology) -- Queen's University, 2013-06-07 15:13:21.698