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.

Les coupes forestières totales sont mal perçues, principalement en raison de leur aspect visuel. Une mitigation de leurs impacts visuels est donc souhaitable pour assurer leur acceptabilité sociale. Il existe pour des écosystèmes boréaux, des procédés de récolte adaptés, issus de l'aménagement écosystémique, qui offrent des mesures de mitigation aux impacts visuels de la CPRS et qui pourraient améliorer l'acceptabilité de ces pratiques. En pessière noire, différents types de coupes permettant le maintien de végétation résiduelle, soient la CPHRS, la CPPTM et la CPRS à rétention de bouquets, ont donné de meilleurs résultats que la CPRS au niveau de l'acceptabilité visuelle mesurée par représentation photographique auprès de groupes d'intérêt issus d'une région forestière et d'une grande agglomération. En sapinière boréale, la stratégie de forêt mosaïque, permettant une distribution de coupes de petite superficie dans le paysage s'est révélée socialement acceptable lors d'une enquête auprès des visiteurs de la Forêt Montmorency.

Des études récentes démontrent que l'impact économique lié au concept d'aménagement forestier en coupe dispersée dépend directement du niveau de morcellement et de l'agencement des interventions. Les objectifs de cette étude sont donc, dans un premier temps, de caractériser les différentes mosaïques d'intervention à l'aide de la science géomatique et, en second lieu, d'élaborer des fonctions de coût associées aux différents paramètres opérationnels. Les indices de paysage (IP) ont été utilisés afin d'atteindre le premier objectif de caractérisation. Les IP sont issus du domaine de l'écologie du paysage et permettent la quantification objective de la structure du paysage étudié. La seconde partie du projet a consisté à observer les corrélations possibles entre les IP et les différents éléments budgétaires (distance de transport, distance de débardage etc.) qui composent les coûts d'approvisionnement. L'étude a été réalisée avec les données des historiques d'intervention de trois aires communes distinctes les unes des autres.