Les activités anthropiques causent des invasions biologiques qui sont devenues un problème mondial susceptible de causer des dommages écologiques (p. ex., sur la biodiversité et l’habitat), économiques (sur les industries) et sociaux (sur le bien-être humain). La prévention et la détection précoce des nouvelles invasions sont des éléments essentiels pour la gestion des risques et des impacts sur les écosystèmes et les économies. Bien sûr, la prévention est préférable, mais la détection précoce est une étape cruciale pour enrayer la propagation ultérieure des espèces envahissantes, car elle offre la possibilité de les éradiquer avant les phases d’établissement de la population et de propagation. Bien qu’il s’agisse d’une option de gestion efficace en matière de coût et de temps, la détection précoce exige un effort d’échantillonnage considérable pour détecter les populations envahissantes aux tout premiers stades de leur invasion. En utilisant le système benthique marin comme modèle, quatre études interdépendantes ont été menées pour identifier des stratégies d’échantillonnage susceptibles d’améliorer notre capacité à détecter des populations envahissantes rares et à comprendre les patrons et processus écologiques de recrutement benthique à multiples échelles spatiales et temporelles. Plus précisément, ces études expérimentales sur le terrain visaient à (1) évaluer la relation entre l’approvisionnement en larves et la fixation dans une population envahissante isolée, (2) déterminer la durée de l’échantillonnage et de la fréquence à l’aide de plaques de fixation pour la détection d’espèces rares, (3) déterminer l’importance relative aux sources de variations spatiales et temporelles du recrutement benthique, et (4) examiner l’effet de l’échelle spatiale de l’échantillonnage sur la détection des espèces en analysant les patrons de recrutement à de multiples échelles sur quatre ordres de grandeur allant de la dizaine de mètres à la dizaine de kilomètres. Première étude : contrairement à l’hypothèse originale d’une relation étroite entre l’approvisionnement et la fixation initiale, l’approvisionnement en larves était plutôt un facteur déterminant de la fixation aux échelles moyennes. Ces résultats suggèrent que la force de cette relation s’affaiblit avec l’augmentation de l’échelle spatiale des observations de terrain. Néanmoins, un quart de la variation de la fixation à moyenne échelle peut encore être expliqué par l’approvisionnement sur des courtes échelles de temps (une semaine). Par conséquent, cette relation confirme l’utilité des plaques de fixation en tant qu’outil efficace pour la détection précoce aux échelles moyennes dans une marina, car une faible densité de recrutement sur les plaques correspond à une faible abondance de propagules envahissantes dans la colonne d’eau... / Les activités anthropiques causent des invasions biologiques qui sont devenues un problème mondial susceptible de causer des dommages écologiques (p. ex., sur la biodiversité et l’habitat), économiques (sur les industries) et sociaux (sur le bien-être humain). La prévention et la détection précoce des nouvelles invasions sont des éléments essentiels pour la gestion des risques et des impacts sur les écosystèmes et les économies. Bien sûr, la prévention est préférable, mais la détection précoce est une étape cruciale pour enrayer la propagation ultérieure des espèces envahissantes, car elle offre la possibilité de les éradiquer avant les phases d’établissement de la population et de propagation. Bien qu’il s’agisse d’une option de gestion efficace en matière de coût et de temps, la détection précoce exige un effort d’échantillonnage considérable pour détecter les populations envahissantes aux tout premiers stades de leur invasion. En utilisant le système benthique marin comme modèle, quatre études interdépendantes ont été menées pour identifier des stratégies d’échantillonnage susceptibles d’améliorer notre capacité à détecter des populations envahissantes rares et à comprendre les patrons et processus écologiques de recrutement benthique à multiples échelles spatiales et temporelles. Plus précisément, ces études expérimentales sur le terrain visaient à (1) évaluer la relation entre l’approvisionnement en larves et la fixation dans une population envahissante isolée, (2) déterminer la durée de l’échantillonnage et de la fréquence à l’aide de plaques de fixation pour la détection d’espèces rares, (3) déterminer l’importance relative aux sources de variations spatiales et temporelles du recrutement benthique, et (4) examiner l’effet de l’échelle spatiale de l’échantillonnage sur la détection des espèces en analysant les patrons de recrutement à de multiples échelles sur quatre ordres de grandeur allant de la dizaine de mètres à la dizaine de kilomètres. Première étude : contrairement à l’hypothèse originale d’une relation étroite entre l’approvisionnement et la fixation initiale, l’approvisionnement en larves était plutôt un facteur déterminant de la fixation aux échelles moyennes. Ces résultats suggèrent que la force de cette relation s’affaiblit avec l’augmentation de l’échelle spatiale des observations de terrain. Néanmoins, un quart de la variation de la fixation à moyenne échelle peut encore être expliqué par l’approvisionnement sur des courtes échelles de temps (une semaine). Par conséquent, cette relation confirme l’utilité des plaques de fixation en tant qu’outil efficace pour la détection précoce aux échelles moyennes dans une marina, car une faible densité de recrutement sur les plaques correspond à une faible abondance de propagules envahissantes dans la colonne d’eau. Deuxième étude : des durées d’échantillonnage intermédiaires d’une à deux semaines (l’échelle des traitements allant d’un jour à un mois) étaient la durée optimale de déploiement de la plaque de fixation pour la détection des espèces « rares » (c’est-à-dire, des le début du recrutement). Une analyse au niveau de l’assemblage montre toutefois que l’augmentation de la durée et de la fréquence de l’échantillonnage augmentait logarithmiquement le nombre total d’espèces rares observées. Ces résultats espèce par espèce et au niveau de l’assemblage démontrent que la modification des éléments temporels de l’échantillonnage, tels que la durée et la fréquence, peut affecter considérablement la détection d’espèces. Troisième étude : après avoir évalué plusieurs sources spatiales et temporelles (le site, la région, la saison, et l’année), le moment choisi pour le déploiement des plaques est apparu comme étant la plus grande source de variabilité du recrutement benthique d’espèces rares. En particulier, le moment optimal pour la détection précoce serait en automne (a) lorsque le recrutement saisonnier d’espèces envahissantes établies tend à atteindre un pic et (b) lorsque la détection au niveau du site d’espèces envahissantes rares tend à se produire. Quatrième étude : l’échelle spatiale dominante dans le recrutement d’espèces rares est la plus petite (centaine de mètres). Cette échelle dominante peut être interprétée comme étant la bonne échelle spatiale pour la détection d’espèces rares. Une analyse plus poussée a montré que si l’échantillonnage a été structuré de manière aléatoire, l’échantillonnage à des échelles intermédiaires (millier de mètres) devient l’échelle optimale pour la détection d’espèces rares. Ces résultats élucident les différences de variabilité naturelle de la population benthique entre multiples échelles d’espace et de temps pour des espèces rares et communes. Ces études écologiques font partie d’une boîte à outils de détection précoce nécessaire à la gestion des espèces envahissantes marines en renseignant sur la manière dont l’échantillonnage des espèces rares doit être faite à multiples échelles spatio-temporelles. Des expériences de terrain similaires optimisant la détection d’espèces rares (au-delà de l’utilisation de plaques de fixation pour détecter les organismes benthiques dans les provinces Maritimes canadiennes) devraient être réalisées pour d’autres taxons, régions, t outils d’échantillonnage—en particulier, les envahisseurs à haut risque prévus, les invasions futures, et les outils récemment développés. / As a consequence of anthropogenic activities, biological invasions have become a global problem that can cause ecological (e.g., biodiversity and habitat), economic (industries), and social (human wellbeing) harm. Prevention and early detection of new invasions are vital components of managing risks and impacts to ecosystems and economies. Prevention is, of course, preferred but early detection is a critical step that can ultimately stop future spread of invasive species because it provides an opportunity for eradication before population growth and spread. Despite being a cost- and time-effective management option, early detection requires considerably high sampling effort to detect incipient invasive populations at the early stages of their invasion. Using the marine benthic system as a model, four inter-related studies were carried out to identify sampling strategies that could enhance our ability to detect rare invasive populations and to understand ecological patterns and processes of benthic recruitment across multiple scales of space and time. Specifically, these experimental field studies aimed to (1) evaluate the relationship between propagule supply and settlement in a closed invasive population, (2) determine the optimal sampling duration and frequency using settlement plates to detect rare species, (3) ascertain the relative importance of spatial and temporal sources of variation in benthic recruitment, and (4) examine how the spatial scale of sampling affects species detection by analyzing recruitment patterns at multiple scales across four orders of magnitudes ranging from tens of metres to tens of kilometres. First study: Contrary to the expectation of a strong relationship between supply and initial settlement, larval supply was instead a limited determinant of settlement at mesoscales. This finding suggests that the strength of this relationship weakens as the spatial scale increased from previously reported small-scale field observations to mesoscales of the present study. Nonetheless, a quarter of the variation in settlement can still be explained by supply over short timescales (one week). Therefore, this relationship supports the utility of settlement plates as an effective tool for early detection at mesoscales within a marina because low densities of recruitment on plates correspond to low abundances of invasive propagules in the water column...

La mondialisation des activités humaines a grandement contribué à la dissémination et l’introduction anthropique d’espèces non indigènes (ENI) dans le monde. Le potentiel de dommages est tel qu’il y a une grande pression sur les gestionnaires environnementaux pour détecter et contrôler les ENI problématiques (espèces envahissantes) avant que des impacts apparaissent. En étudiant les ENI, les écologistes peuvent examiner certains aspects de la survie des espèces, la dispersion et l’établissement, qui, en plus de répondre à des questions fondamentales en écologie, fournissent des informations essentielles pour optimiser les efforts de gestion. Cependant, les difficultés associées à l’étude et la détection des populations naissantes ont réduit les études quantitatives sur les processus qui précèdent les envahissements, laissant les gestionnaires de l’environnement avec peu de directives pour détecter les ENI. Pour soulager ces défauts, cette étude apporte une évaluation quantitative des éléments déterminants du recrutement et de la dispersion du tunicier envahissant notoirement problématique, Ciona intestinalis, à l’île du Prince-Édouard (IPE), Canada, pendant les phases précoces de l’envahissement. Les données de recrutement d’une population de Ciona ont été collectées sur une période de 2 ans (2008 & 2009), ce qui a permis de modéliser la dissémination (étendue et mode) et d’examiner les schémas de recrutement pendant l’établissement. Ces données soulignent l’importance d’incorporer la dispersion, aussi bien que la variabilité environnementale, dans les stratégies de monitorage de détection précoce et démontrent comment les facteurs déterminants du recrutement changent quand une population envahissante devient grande et plus répandue. De plus, une série d’expériences de terrain à petites échelles ont été réalisées pour évaluer les schémas de recrutement pendant la fixation. Les rôles respectifs de la lumière et de la gravité sur le comportement des larves de Ciona ont été identifiés et leur incorporation dans le design du matériel de monitorage a été discutée pour augmenter les taux de fixation et, ainsi, la probabilité de détection. Finalement, la résistance biotique envers les ENI a été examinée en recherchant les interactions les larves de Ciona et deux espèces d’amphipodes Caprellidae, Caprella linearis (indigène) et C. mutica (non-indigène) que l’on retrouve à l’IPE. Cette étude montre comment la présence de caprelles diminue le recrutement larvaire de Ciona et illustre les potentielles interactions négatives entre deux ENI (C. mutica et Ciona), un phénomène rarement documenté. Dans une perspective de gestion, ces interactions négatives peuvent fournir de précieuses connaissances sur de possibles agents de contrôle biologique. De plus, cette étude présente un compte détaillé des mécanismes sous-jacents qui influencent les patrons de recrutement d’un envahisseur problématique et discute de l’utilité de ces découvertes pour le monitorage et la gestion future des espèces envahissantes. / The globalisation of human activity has contributed greatly to the artificial dispersal and introduction of non-indigenous species (NIS) around the world. The potential for damage is such that there is great pressure on environmental managers to detect and control problematic NIS (i.e., invasive species) before any impacts occur. By studying NIS, ecologists can examine aspects of species survival, dispersal, and establishment, which, in addition to addressing fundamental questions of ecology, provide vital information for optimizing management effort. However, the difficulties associated with studying and detecting nascent populations has restricted quantitative studies on the processes that precede invasion, leaving environmental mangers with little guidance for detecting NIS. To alleviate this shortcoming, this study provides a quantitative assessment of the determinants of recruitment and dispersal of the notoriously problematic invasive tunicate, Ciona intestinalis (henceforth Ciona), in Prince Edward Island (PEI), Canada, during the early stages of invasion. Recruitment data from a nascent population of Ciona was collected over a two-year period (2008 & 2009), which allowed for dispersal to be modelled (range and peak) and for patterns of recruitment during establishment to be examined. These data highlight the importance of incorporating dispersal, as well as environmental variability, into early-detection monitoring strategies and demonstrate how drivers of recruitment change as the invading population becomes larger and more widespread. Additionally, a series of small-scale manipulative field studies were performed to assess patterns of recruitment during settlement. The respective roles of light and gravity on Ciona larval behaviour were identified and their incorporation into the design of monitoring equipment (to increase settlement rates and, thus, probability of detection) are discussed. Finally, biotic resistance towards NIS was examined by investigating the interactions between Ciona larvae and two species of caprellid amphipod, Caprella linearis (native) and C. mutica (invasive) found in PEI. This study shows how the presence of caprellids reduces Ciona recruitment and illustrates the potential for negative interactions between two NIS (C. mutica and Ciona), a phenomenon rarely documented. From a managerial perspective, these negative interactions can provide valuable insights to potential biocontrol agents. Moreover, this study presents a detailed account of the underlying mechanisms that influence patterns of recruitment of a problematic invader and discusses the utility of these findings for future monitoring and management of invasive species.

Les rats introduits (Rattus spp.) sont des espèces invasives majeures menaçant la biodiversité sur la plupart des îles de laPlanète. Deux espèces, le rat noir (R. rattus) et le rat du Pacifique (R. exulans) vivent en sympatrie au sein des forêts deNouvelle-Calédonie, où la question de la faisabilité et de l' intérêt de leur contrôle (i.e. limitation locale de leur 'abondance)pour la conservation de la biodiversité native est posée. En raison d'un manque de cadre conceptuel des projets de contrôle,nous avons d'abord réalisé une synthèse et une analyse des opérations de contrôle de rats invasifs dans les milieux naturelsdes îles du monde. Puis, nous avons cherché à caractériser et à comprendre la dynamique des populations de ces deux espècesde rats sympatriques ainsi que leurs interactions avec la biodiversité native en forêt dense humide du massif du Mont Panié.Des opérations de piégeage létal et de capture-marquage-recapture ont montré que les rats noirs étaient plus abondants que lesrats du Pacifique. Les analyses de leur régime alimentaire ont révélé que les deux espèces ont à la fois des proies communeset des proies qui leur sont propres impliquant un renforcement ainsi qu'un élargissement de leurs impacts sur la biodiversiténative. Les rats consomment une grande majorité de fruits et de graines, d'invertébrés et de Squamates mais les oiseaux, quijustifient souvent la mise en place de projets de gestion de rats, ne semblent pas ici être une de leur proie préférentielle. Depotentiels effets positifs des rats sur la dispersion des graines ont également été mis en évidence au travers d'une comparaisondu potentiel germinatif de graines après passage par leur tractus digestif et celui de frugivores natifs. Enfin, nous avons puproposer des stratégies de piégeage létal afin de contrôler efficacement les populations de rats invasifs. Une meilleurecompréhension des impacts des rats en situation de sympatrie ainsi qu' une meilleure connaissance du lien entre densité de ratset intensité des effets sur la biodiversité permettraient d'optimiser les stratégies de contrôle de rats invasifs lorsquel'éradication n'est pas envisageable. / Introduced rats (Rattus spp.) are one of the major invasive species threatening native biodiversity on islands worldwide. Twospecies, the black rat (R. rattus) and the Pacifie rat (R. exulans) are sympatric in New Caledonian rainforests, where questionsasto the feasibility and the utility of their control (i.e. local limitation of their abundance) for the conservation of nativebiodiversity remain unanswered. ln response to the lack of a conceptual framework for control projects, we fi rst conducted areview of invasive rat control operations in island natural areas worldwide. Then we sought to characterize and understand thepopulation dynamics of these two sympa tric rat species and the ir interactions with native biodiversity in the rainforest of MontPanié mountain. Lethaltrapping operations and capture-mark-recapture showed that black rats were more abundant thanPacifie rats. Diet analysis revealed that the two species consume both shared and unshared prey likely resulting in astrengthening and a broadening oftheir impacts on native biodiversity, relative to the impact that each species would haveal one. Rats consume a large quantity of fruits and seeds, invertebrates, and Squamates. However, birds, which often justify theimplementation of rat management projects, do not appear here to be one of the ir preferred prey, either as adults or throughnest predation. A potential positive rat impact on seed dispersal was a Iso highlighted through a comparison of seedgermination after seeds had passed through rat versus native frugivore digestive tracts. Finally, we propose lethal trappingstrategies to efficiently control invasive rat populations. A better understanding ofboth rat impacts in sympatric situations,and the link between rat density and the intensity of their effects on biodiversity would allow optimizing rat control strategieswhen eradication is not feas ible.