Thèse (Ph. D.) -- Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. [436]-452. Publié aussi en version électronique.

Texte remanié de: Thèse de doctorat--Géographie--Lille 1, 1997. / Résumé en français, espagnol et anglais. Bibliogr. p. 283-306. Glossaire. Index.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. [89]-93. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 101-110. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 118-125. Publié aussi en version électronique.

Thèse (Ph.D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 23 février 2006). Bibliogr.

Présentement, les indices de paysage (IP) sont de plus en plus utilisés pour quantifier multiples aspects spatiaux des paysages. L’aménagement forestier évolue aussi dans ce sens en empruntant une approche plus holistique de l’aménagement des paysages qui prend en compte les diverses valeurs de la forêt en contrôlant la structure spatiale des mosaïques forestières. Pour les gestionnaires du territoire, les IP représentent un moyen objectif de comparer un paysage à des époques différentes ou sous des stratégies d’aménagement différentes. Toutefois, il est présentement difficile d’utiliser les IP afin de déterminer si les différences entre deux paysages sont significatives puisque leurs distributions théoriques sont inconnues. Par exemple, les IP ne permettent pas de déterminer si la « fragmentation » d’un paysage est significativement supérieure ou inférieure à celle d’un autre. Dans ce projet, les distributions de dix IP largement utilisés avec des cartes catégoriques ont été déterminées de manière empirique. Nous avons examiné l’effet de trois grandeurs de fenêtre sur la distribution des résultats des IP générés à partir de six paysages distincts. Trois compagnies forestières ont identifié ces paysages (mosaïques forestières) comme étant dissemblables. Les distributions des IP ont été testées en utilisant le test statistique de Kolmogorov-Smirnov afin de déterminer 1) si les IP décelaient des différences spatiales entre les six paysages et 2) si les résultats étaient distribués selon une distribution gaussienne. Les résultats indiquent que huit des dix IP testés permettent de détecter des différences de configuration spatiales entre des paysages « réels ». Ceux-ci doivent néanmoins être utilisés à une échelle particulière pour fournir des résultats satisfaisants. L’analyse confirme aussi que la comparaison de paysages à l’aide des IP sélectionnés doit être réalisée à une échelle constante. Parmi les huit IP dont nous avons établi les conditions « échelle-IP » optimales pour la quantification des mosaïques forestières, seuls trois nous permettent d’obtenir des distributions normales. Ces conclusions indiquent que les IP pourraient faire partie d’une méthodologie simple et robuste de caractérisation spatiale des mosaïques forestières et met en évidence leurs potentiels d’utilisation pour l’aménagement des ressources forestières. / Presently, Landscape indices (LIs) are increasingly used to quantify various aspects of different landscapes. In using a more holistic approach to landscape management, forest management is also taking this direction. Indeed, by controlling the spatial structure of forest mosaics, this type of management takes different forest values into account. For land managers, LIs represent an objective means to compare a landscape at different times or under different management strategies. However, it is presently difficult to use LIs to determine when two landscapes are “significantly” different because the theoretical distributions of LIs have not been determined. Hence one can say if a given landscape has a greater/lesser “fragmentaion” (for example), but one cannot say whether the fragmentation is significantly more/less in one landscape or another. In this study, the distributions of ten LIs widely used with categorical maps were determined empirically. This involved examining three landscape sizes on six different landscapes (forest mosaics) that were identified as being different by three different forest companies. The distributions of LIs were developed and tested using the Kolmogorov-Smirnov statistic to determine 1) if the LIs detected spatial differences among the six landscapes and 2) if the results conformed to a gaussian distribution. The results show that eight of the ten LIs tested can detect spatial pattern differences between “real” landscapes. However, they must be used at a specific scale to provide useful results. The analysis confirms also that landscape comparison using the selected LIs must be performed at a constant scale. Among the eight LIs for which the optimal “scale-LI” conditions were determined, only three provided normal distributions. These conclusions show that LIs could be part of a simple and robust methodology to characterise spatially forest mosaics and highlight their potential for uses in forest resources management.

Identifier les processus écologiques (a)biotiques qui sous-tendent les patrons de distribution d’espèces et de dynamique de population est fondamental pour conserver efficacement les espèces menacées d’extinction. Cette thèse poursuit un double objectif: 1) comprendre les processus écologiques qui régissent la sélection des paysages du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) et 2) évaluer l’efficacité des politiques actuelles d’aménagement du territoire pour cet écotype. Le premier chapitre s’inscrit directement dans le premier objectif en présentant une nouvelle méthode numérique d’inférence statistique capable de modéliser l’autocorrélation spatiale présente dans les données de distribution d’espèces. Cette méthode utilise integrated nested Laplace approximations (INLA) au lieu des simulations Markov chain Monte Carlo. Je montre, qu’en plus de produire des résultats exacts et rapides, l’utilisation d’INLA permet de modéliser l’autocorrélation spatiale résiduelle tout en estimant adéquatement l’incertitude des paramètres et des prédictions du modèle. Dans le deuxième chapitre, la methode INLA est utilisée pour tester lequel des processus, parmi le climat et la distance aux routes, explique les gradients géographiques dans la sélection des paysages par le caribou forestier. Les résultats montrent une prépondérance de l’effet des routes par rapport au climat. De plus, les parterres de coupe étaient deux fois plus évités que les brulis récents. Ces résultats appuient une gestion de l’habitat du caribou forestier qui limite l’étalement du réseau routier et qui distingue l’effet des coupes forestières de celui des feux. Le dernier chapitre explore grâce à un modèle de simulation des paysages spatialement explicite les interactions spatiales entre un réseau d’aires protégées, la récolte forestière et les feux afin de quantifier leurs effets sur la dynamique de population du caribou forestier et sur les coûts économiques liés à l’aménagement forestier. Je montre la nécessité d’inclure les contarintes liées aux feux et aux aires protégées dans le calcul des niveaux de récolte, sans quoi ces niveaux ne sont durables ni pour le caribou forestier, ni pour l’industrie forestière. Les feux augmentent l’antagonisme existant entre exploitation forestière et conservation, avec ou sans coupes de récupération après feu. Cette étude illustre donc la nécessité de mieux comprendre les interactions spatiales entre dynamique des populations, aires protégées, aménagement forestier et régime de feux pour développer des stratégies de conservation qui soient plus efficaces. / Linking spatial patterns of species distribution and population dynamics with biotic and abiotic processes is central to inform effective conservation planning for endangered species. This thesis investigated how linking spatial patterns of boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou), hereafter boreal caribou, to processes can 1) improve our understanding of landscape selection of this ecotype and 2) inform the efficiency of current land use policies in practice. I first present a new powerful numerical method that allows integrating properly spatial information present in species distribution data to make accurate statistical inference. This method uses integrated nested Laplace approximations (INLA) as an alternative to Markov chain Monte Carlo simulations. I show that, in addition of being accurate and rapid, the use of INLA with Bayesian hierarchical spatial models efficiently accounted for spatial autocorrelation in the residuals and fairly evaluated uncertainty in parameter estimates and predictions. I then used INLA to test which ecological processes, among climate and the distance to roads, drove the existence of geographical patterns in boreal caribou landscape selection. Data supported road-driven selection over a climate influence. Moreover, I show that boreal caribou avoidance of logged areas was two-fold stronger than burned areas. Together these results indicated that limiting the spread of road networks and accounting for the uneven impact of logging compared to wildfire should be integral parts of any habitat management plan and conservation measures within the range of this ecotype. Finally, I use a spatially explicit landscape simulation model to explore how spatial interactions among protected area networks, industrial forestry and fire regimes impacted the population dynamics of boreal caribou and the economic costs related to forest management. I show that the current policy of conservation planning and forest management in the Côte-Nord region in Québec is unlikely to be sustainable for either boreal caribou conservation or timber supply mainly because of current overestimated planned harvest levels. Fire increased antagonisms between current practices of forest management and habitat conservation, irrespective of the presence of salvage logging. This study illustrates that efficient conservation planning requires a better understanding of spatial interactions among population dynamics, protected area networks, forest management, and fire regimes.

L’histoire et la transformation d’un paysage forestier d’une région côtière du centre-nord du Labrador (Canada) ont été étudiées dans cette recherche par l’entremise d’une approche multidisciplinaire intégrant des méthodes associées aux sciences naturelles et aux sciences sociales. Cette étude visait plus précisément à : 1) documenter l’histoire de la végétation durant l’Holocène moyen et récent en relation avec les changements climatiques et les activités humaines; 2) à déceler les impacts des activités humaines sur la composition et la structure de la forêt et 3) à mettre en évidence l’importance économique et culturelle de cette dernière pour une communauté inuite. Les résultats des analyses polliniques et macrofossiles ont permis de retracer les changements ayant affecté les communautés végétales sur une longue échelle temporelle. Ces résultats représentent une contribution importante à l’étude de la paléoécologie terrestre du Labrador, en détaillant l’histoire de la végétation sur près de 5000 ans et en la corrélant à un cadre climatique régional. En particulier, des changements dans les assemblages végétaux ont montré le déclin de l’épinette et l’abondance accrue du mélèze à la fin du 18e siècle, ainsi que la paludification du milieu. Ces changements écologiques sont survenus au moment de l’établissement des Européens sur la côte du Labrador, et seraient expliqués par l’augmentation de la demande locale pour le bois comme matériel de construction et de chauffage. Les résultats dendroécologiques ont, de leur côté, documenté l’historique et les impacts de la coupe de bois sur les forêts durant le 20e siècle. La récolte de bois a affecté la structure d’âge de la forêt, qui est caractérisée par l’absence de vieux arbres et de bois mort. Des épisodes de détentes de croissance ont été enregistrés par les arbres survivants, témoignant du caractère chronique de la coupe. Cette dernière s’est pratiquée de manière plus intensive près de la communauté, mais a aussi été effectuée autour d’anciens établissements en périphérie du village. Les activités de coupe ont été analysées dans leur contexte historique et culturel grâce au volet ethnographique de l’étude. Ainsi, des entrevues conduites avec des experts locaux (chasseurs, aînés, décideurs) ont permis de documenter les patrons d’utilisation du bois et la place de cette ressource dans l’économie de subsistance des Inuit de Nain. Le bois constitue encore aujourd’hui une ressource clé pour les résidents, qui le récoltent principalement durant l’hiver pour leurs besoins de chauffage. Cette recherche amène une perspective nouvelle sur l’écologie historique de la région de Nain, en faisant ressortir les liens entre les changements écologiques et les changements socio-économiques et la manière dont ils ont transformé le paysage forestier. / In this research, we used a multidisciplinary research approach that included methods from both the social and natural sciences to study the history and transformation of a forest landscape on the central-north coast of Labrador (Canada). This study aimed more precisely at: 1) documenting the history and vegetation during the middle and late Holocene in relation to climate change and human activities; 2) identifying the impacts of human land use on the composition and structure of the forest and 3) highlighting the economic and cultural importance of the forest for an Inuit community. The results obtained through pollen and plant remain analysis allowed for the reconstruction of plant community changes on a wide temporal scale. These results represent an important contribution to terrestrial paleoecology in Labrador, by providing a 5000 year record of vegetation history and correlating it with a regional climatic context. In particular, changes in plant assemblages showed the decline of spruce at the end of the 18th century, which was soon followed by the increased presence of larch. This pattern appears to be related to the paludification of the milieu. These ecological changes occurred at the time of European settlement on the Labrador coast and can be explained by the increase in the demand for local wood for fuel and lumber. Furthermore, dendroecological results documented the history and impacts of wood harvesting during the 20th century. Wood cutting altered the forest age structure, which is characterised by the absence of old and dead trees. Growth release events were recorded by surviving trees, testifying of the chronic nature of cutting activities. The latter were more intensive near the community, but were also taking place around former small establishments in the region. Wood harvesting practices were analysed in their historical and cultural context through the ethnographic component of the study. Thus, interviews conducted with local experts provided insight on wood use patterns and the place of this resource in the subsistence economy of the Inuit of Nain. Wood is still today a key resource for residents, who harvest it mainly during winter for their heating needs. This research contributes a new perspective to the historical ecology of the Nain region by emphasizing the connections between ecological and socio-economic changes and the way they transformed the forest landscape.

La sapinière à bouleau blanc de l'Est est majoritairement récoltée par des coupes totales, ce qui expose les nouvelles lisières à des vents plus forts qu'auparavant. Pour arriver à minimiser les pertes par chablis, il est nécessaire de les estimer selon les patrons de répartition des coupes agglomérées ou dispersées. La modélisation empirique révèle que la hauteur moyenne du peuplement, la taille et la configuration des coupes, inclus dans l'indice d'exposition de lisière, ont un impact significatif sur l'incidence et la sévérité du chablis. Pour prédire la proportion de chablis, il faut aussi tenir compte de l'âge moyen, de la densité de tiges et du pourcentage de sapin baumier dans le peuplement. Pour évaluer les pertes selon le patron de dispersion des coupes, la variable principale est la longueur de lisières exposées. Ainsi, la stratégie de récolte par petites coupes dispersées permet une sélection plus fine des peuplements de bordure les moins vulnérables, mais cet avantage ne permet pas de contrer l'augmentation de la longueur de lisières exposées pour une même superficie récoltée.