The capture of neonate ungulates has played an integral role in studies of habitat selection, phenology, survival, and other topics of ecological interest. However, neonates can be difficult for researchers to locate and capture. Neonate ungulates are born in habitats with reduced visibility, frequently spend time in a concealed, prone position, and may display cryptic coloration. In an attempt to improve researchers' likelihood of locating and capturing neonate ungulates, multiple capture methods have been developed. Much remains unknown about biases associated with capture methods and how to further improve capture methods once biases are understood. Our objectives were to determine if opportunistic captures of neonate mule deer (Odocoileus hemionus) bias estimates of litter size (Chapter 1) and to determine when searches for neonate elk (Cervus canadensis) should begin following parturition to maximize likelihood of capture while minimizing disturbance (Chapter 2). To complete our objectives, we analyzed data from 161 litters of mule deer and 55 attempted captures of neonate elk during 2019-2021 in Utah, USA. Estimates of litter size derived from opportunistic captures of mule deer were smaller than estimates derived from movement-based captures or captures completed with the aid of vaginal implant transmitters (VITs). The time elapsed between parturition and when searches were initiated for neonate mule deer did not influence estimates of litter size, but we could only analyze this relationship for VIT-aided captures within approximately 2 days of parturition. Until more data are available, we recommend that estimates of litter size for neonate mule deer be completed using movement-based or VIT-aided captures within approximately 2 days of parturition. When attempting to capture neonate elk, reducing the time elapsed between parturition and when searches were initiated resulted in a decreased search length, decreased distance traveled by the neonate, and increased likelihood of capture. We initiated searches as early as 3.6 hours post-parturition with no evidence of maternal abandonment and probability of capture was near or above 90% when searches were initiated within 10 hours of parturition. We recommend that searches for neonate elk be initiated 3.6-10 hours post-parturition. Future researchers can use utilize our results to perform captures of neonate ungulates that minimize bias, decrease disturbance, increase efficiency, and maximize the likelihood of capture success.

The convergence of three young scientific disciplines (ecology, geospatial sciences, and remote sensing) has generated unique advancements in wildlife research by connecting ecological data with remote sensing data through the application of geospatial techniques. Ecological datasets may contain spatial and sampling biases. By using geospatial techniques, datasets may be useful in revealing landscape scale (e.g., statewide) trends for wildlife populations, such as population recovery and human-wildlife interactions. Specifically, black bear populations across North America vary greatly in their degree of distribution stability. The black bear population in Michigan may be considered stable or secure, whereas the population in Missouri is currently recolonizing. The focus of the research in this dissertation is to examine the ecological and anthropogenic impacts 1) on human-black bear interactions in Michigan (see Chapter 2) and 2) on black bear presence in Missouri (see Chapter 3), through the use of black bear reports provided by the public to the state wildlife agencies. By using generalized linear modeling (GLM) and maximum entropy (MaxEnt), I developed spatial distribution models of probability of occurrence/presence for the 2 study areas (Michigan and Missouri). For the Missouri study, I quantified the spatiotemporal shifts in the probability of bear presence statewide. The results from my statewide studies corroborate previous local-scale research based on rigorous data collection. Overall, human-black bear interactions (e.g., wildlife sightings, conflicts), while very dynamic, appear greatest in forested and rural areas where the preferred habitat for black bears (i.e., forest) intersects with low density anthropogenic activities. As both human and black bear populations continue to expand, it is reasonable to expect human-black bear interactions to spatiotemporally increase across both study areas. The results from my studies provide wildlife managers with information critical to management decisions such as harvest regulations and habitat conservation actions across the landscape and through time. The ability to detect and monitor ecological changes through the use of geospatial techniques can lead to insights about the stressors and drivers of population-level change, further facilitating the development of proactive causeocused management strategies.

Measuring the liquid velocity and turbulence parameters in multiphase flows is a challenging task. In general, measurements based on optical methods are hindered by the presence of the gas phase. In the present work, it is shown that this leads to a sampling bias. Here, particle image velocimetry (PIV) is used to measure the liquid velocity and turbulence in a bubble column for different gas volume flow rates. As a result, passing bubbles lead to a significant sampling bias, which is evaluated by the mean liquid velocity and Reynolds stress tensor components. To overcome the sampling bias a window averaging procedure that waits a time depending on the locally distributed velocity information (hold processor) is derived. The procedure is demonstrated for an analytical test function. The PIV results obtained with the hold processor are reasonable for all values. By using the new procedure, reliable liquid velocity measurements in bubbly flows, which are vitally needed for CFD validation and modeling, are possible. In addition, the findings are general and can be applied to other flow situations and measuring techniques.

En contexte tempéré, les études sur l'instabilité spatio-temporelle de la sensibilité des essences forestières au climat sont rares et souvent conduites à des échelles locales et régionales ; de telles approches ne permettant pas d'obtenir une vision globale de la réponse à l'environnement et à ses variations. La fusion de jeux de données dendrochronologiques (plus de 4500 arbres carottés) a permis d'analyser le comportement de croissance de sept essences européennes tempérées majeures (Quercus petraea, Fagus sylvatica, Abies alba, Picea abies, Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus uncinata) dans des contextes climatiques variés (océanique à subalpin) et sur l'ensemble du 20ème siècle. Ce travail a également permis de préciser dans quelles mesures les conditions écologiques locales modulaient cette sensibilité au climat. Les relations cerne-climat ont été évaluées par le calcul de fonctions de corrélation. Quelque soit l'essence et le contexte écologique, la sécheresse estivale est le principal facteur limitant la croissance radiale (mais non l'unique), suivie par la sécheresse de l'automne précédent et enfin le froid hivernal. La variabilité spatiale de la réponse dépend plus fortement de la pluviométrie que des températures, une pluviométrie faible conduisant à une sensibilité plus forte au froid hivernal et aux sécheresses estivale et automnale. Ce comportement général est modulé par les conditions écologiques locales, avec une sensibilité à la sécheresse moindre sur sol profond. Les différences interspécifiques s'expriment principalement hors saison de végétation (novembre à mars), même si les corrélations sont rarement significatives. La croissance des résineux est généralement stimulée par des fins d'hiver chauds (février à avril), alors que celle des feuillus est corrélée négativement aux températures et positivement aux précipitations en décembre et janvier. Ces différences entre essences s'avèrent plutôt stables le long des gradients climatiques. Enfin, l'analyse temporelle révèle de fortes instabilités des relations cerne-climat au cours du siècle dernier. Le sens et l'ampleur de ces variations sont homogènes le long des gradients écologiques, mais en revanche peu synchrones avec les instabilités climatiques (automne, hiver, printemps) ou écophysiologiquement peu logiques (été). Cette faible cohérence entre tendances climatiques et instabilité de la sensibilité au climat pourrait s'expliquer par l'absence d'une contrainte climatique de croissance unique en contexte tempéré, où la largeur de cerne est sous le double contrôle du froid hivernal et du stress hydrique estival (et automnal). Elle pourrait également provenir de phénomènes non climatiques, tels que l'effet biologique lié au vieillissement ou l'évolution progressive des pratiques de gestion forestière. Les analyses des variations spatio-temporelles de sensibilité au climat questionnent également sur la précision des relations cerne-climat, estimée le plus souvent au travers du calcul des fonctions de corrélation. En effet, les comparaisons inter-région, inter-site et inter-période des réponses révèlent souvent des variations de corrélations dont les grandeurs pourraient être de l'ordre de la précision liée à l'échantillon considéré. Nous proposons ici de quantifier l'effet de la taille (nombre d'arbres carottés) et des caractéristiques de l'échantillon (nombre de placettes, nombre d'arbres par placette, statuts sociaux couverts) sur la qualité de l'estimation du signal environnemental contenu dans la chronologie moyenne et des fonctions de corrélation. Cette analyse a permis également de préciser dans quelles mesures les différences (1) de traits fonctionnels entre espèces et (2) de contextes climatiques (plus ou moins limitants) modulent cet effet « échantillon ». [...] Suite et fin du résumé dans la thèse. / In temperate conditions, studies dealing with spatio-temporal instabilities in climate sensitivity of forest tree species are scarce and often led at local and regional scales, which prevents from drawing global responses to the environment and its variations. The dendrochronological dataset merging (more than 4500 cored trees) allowed analyzing the growth pattern of seven major European species (Quercus petraea, Fagus sylvatica, Abies alba, Picea abies, Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus uncinata) in various climatic contexts (oceanic to subalpine) and over the 20th century. This thesis also investigated the climate sensitivity modulation by local ecological conditions. Climate-growth relationships were studied through the calculation of correlation functions. Regardless of the species and the ecological context, summer drought is the main growth limiting factor (but not the unique one), followed by previous autumn drought and winter frost. Spatial variability in response to climate depends more heavily on pluviometry than temperature, decreasing amount of precipitation leading to increasing sensitivities to summer and previous autumn droughts and also winter frost. This general pattern is modulated the local ecological conditions, with especially a lower sensitivity to drought on deep soils. Species-specific responses to climate are mainly evidenced out of the growing season (November to March), even if correlations are rarely significant. The growth of conifers is generally enhanced by warm late winters (February to April), while that of broadleaves is negatively correlated to temperatures and positively to precipitation in December and January. These between-species differences turn out to be stable along the climatic gradients. Lastly, the temporal analysis evidences strong climate-growth relationships instabilities over the last century. The way and the magnitude of these variations are rather homogenous along the ecological gradients, but display low synchronicity with climatic instabilities (autumn, winter and spring) and are ecophysiologically difficult to explain (summer). Such incoherencies between climatic trends and climate sensitivity trends could be related to absence of a single growth limiting factor under temperate context, since tree-ring is under the control of both winter frost and summer (and autumn) drought. They could also result from non-climatic phenomenon, such as the biological the age-related biological effect or progressive changes in forest management. The analyses of spatio-temporal variations in sensitivity climate question on the precision of the climate-growth relationships, most of the time estimated with correlation functions. Indeed, inter-plot, inter-region and inter-period comparisons of responses often highlight differences in correlations which could be of the same magnitude than that of the precision related to the investigated sample. We thus propose to quantify the effect of the sample size (number of cored trees) and characteristics (number of plots, number of trees per plot, sampled social statuses) on the accuracy of the estimation of both the environmental signal estimation contained in the growth chronology and the correlation functions. This analysis also investigates the modulation of such effects by the species-specific functional traits and the strength of the environmental growth limitation. [...] Last and final summary in the thesis.

L’Afrique centrale atlantique (ACA) englobe l’ensemble du domaine bas-guinéen, les îles du Golfe de Guinée et une partie de l’archipel afromontagnard. Plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés en son sein et sont généralement considérés comme liés à la présence de refuges forestiers durant les périodes glaciaires. Cependant, l’origine de cet endémisme, sa localisation et les méthodes permettant d’identifier ces centres restent controversées. La localisation de ces zones d’endémisme et des plantes rares qu’elles abritent, est pourtant un prérequis indispensable pour la mise en place de politiques cohérentes de conservation et demeure une priorité pour les organisations privées, institutionnelles ou gouvernementales actives dans la gestion et le maintien durable de la biodiversité.<p><p>Cette étude phytogéographique porte sur la famille des Orchidaceae et est basée sur l’analyse de la distribution des taxons endémiques de l’ACA. Elle s’appuie sur un jeu de données original résultant d’un effort d’échantillonnage important au Cameroun et d’un travail d’identification et de localisation de spécimens dans les principaux herbaria européens abritant des collections d’ACA. Durant cette étude, (i) nous avons tout d’abord identifié ces taxons endémiques et documenté leur distribution au travers de plusieurs contributions taxonomiques et floristiques, (ii) nous nous sommes ensuite intéressé aux nouvelles méthodes permettant d’analyser ces données d’herbier de plantes rares et donc pauvrement documentées, testant aussi l’intérêt des Orchidaceae comme marqueurs chorologiques, et finalement, appliquant ces méthodes à notre jeu de données, (iii) nous avons délimité des centres d’endémisme et identifié les territoires phytogéographiques des Orchidaceae en ACA.<p><p>(i) Une révision taxonomique des genres Chamaeangis Schltr. et Stolzia Schltr. a été réalisée respectivement. Sept nouveaux taxons ont été décrits: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo et Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Plusieurs notes taxonomiques, phytogéographiques et écologiques supplémentaires ont également été redigées. Au total, nous avons identifié 203 taxons d’Orchidaceae endémiques d’ACA parmi lesquels 193 sont pris en compte pour l’étude des patrons d’endémisme.<p><p>(ii) Au Cameroun, les patrons de distribution des Orchidaceae et des Rubiaceae endémiques d’ACA ont été étudiés conjointement. Des méthodes de rééchantillonnage des données (raréfaction) ont été appliquées pour calculer des indices de diversité et de similarité. Elles ont permis de corriger les biais liés à la variation de l’effort d’échantillonnage. Un gradient de continentalité a été observé, les parties côtières étant les plus riches en taxons endémiques d’ACA. Contrairement à la région du Mont Cameroun et aux massifs de Kupe/Bakossi qui ont connu une attention particulière des politiques et des scientifiques, la partie côtière du sud Cameroun, presque aussi riche, reste mal inventoriée pour plusieurs familles végétales.<p><p>Cette analyse à l’échelle du Cameroun a également permis de comparer les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae. Les différences observées seraient principalement dues à la présence d’Orchidaceae terrestres dans les végétations basses et les prairies montagnardes de la dorsale camerounaise alors que les Rubiaceae sont généralement peu représentées dans ces habitats. Au sein des habitats forestiers, la concordance entre les patrons d’endémisme des Orchidaceae et des Rubiaceae remet en question l’utilisation des capacités de dispersion des espèces comme critère pour choisir les familles permettant l’identification des refuges forestiers et semble ainsi confirmer la pertinence de l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique.<p><p>La distribution potentielle a été utilisée pour étudier en détail l’écologie, la distribution et le statut de conservation de Diceratostele gabonensis Summerh. une Orchidaceae endémique de la région guinéo-congolaise uniquement connue d’un faible nombre d’échantillons. Cette méthodologie semble appropriée pour compléter nos connaissances sur la distribution des espèces rares et guider les futurs inventaires en Afrique tropicale.<p><p>(iii) En ACA, les Orchidaceae permettent d’identifier plusieurs centres d’endémisme qui coïncident généralement avec ceux identifiés précédemment pour d’autres familles végétales. Ces constats supportent aussi l’utilisation des Orchidaceae comme marqueur chorologique. La délimitation des aires d’endémisme des Orchidaceae a ainsi permis de proposer une nouvelle carte phytogéographique de l’ACA. Les éléments phytogéographiques propres à chacune des dix phytochories décrites ont été identifiés et leurs affinités floristiques discutées. Les résultats phytogéographiques obtenus (a) soutiennent l’existence d’une barrière phytogéographique matérialisée par la rivière Sanaga entre les deux principaux centres et aires d’endémisme de l’ACA, (b) étendent l’archipel afromontagnard situé principalement au Cameroun au plateau de Jos (Nigeria) et (c) montrent l’importance de la chaîne montagneuse morcelée Ngovayang-Mayombe pour la distribution de l’endémisme en ACA. Cette chaîne de montagne, qui s’étend le long des côtes de l’océan du sud Cameroun au Congo-Brazzaville et qui correspond à plusieurs refuges forestiers identifiés par de nombreux auteurs, est ici considérée comme une seule aire d’endémisme morcelée./<p>Atlantic central Africa (ACA) covers the Lower Guinean Domain, the four islands of the Gulf of Guinea and a part of the afromontane archipelago. Different centres of endemism have been identified into this area and are usually considered as related to glacial forest refuges. However, the origin of this endemism, the localization of the centres and the methods employed to identify these centres are subject to debate. Yet, the localization of these centres of endemism and the identification of the rare plants they harbor is an essential prerequisite to setting up rational conservation policies, and remains a priority for private, institutional and governmental organizations which are dealing with the sustainable management of biodiversity.<p><p>This phytogeographical study focuses on Orchidaceae and analyses the distribution of the taxa endemic to ACA. We use an original dataset resulting from an important sampling efforts and the identification of specimens coming from all the principal herbaria where collections from ACA are housed. During this study, (i) we first identified the taxa endemic to ACA and documented their distribution through several taxonomic and floristic contributions, (ii) we used and developed new methods allowing to correct for sampling bias associated with the use of rare and poorly documented taxa, testing at the same time the use of Orchidaceae as chorological markers, and finally, applying these methods to our dataset, (iii) we delimited the centres of endemism and identified the phytogeographical territories of Orchidaceae in ACA.<p><p>(i) A taxonomic revision of Chamaeangis Schltr. and Stolzia Schltr. respectively was carried out. Seven new taxa were described: Angraecum atlanticum Stévart & Droissart, Chamaeangis spiralis Stévart & Droissart, Chamaeangis lecomtei (Finet) Schltr. var. tenuicalcar Stévart & Droissart, Polystachya engogensis Stévart & Droissart, Polystachya reticulata Stévart & Droissart, Stolzia repens (Rolfe) Summerh var. cleistogama Stévart, Droissart & Simo and Stolzia grandiflora P.J.Cribb subsp. lejolyana Stévart, Droissart & Simo. Several additional taxonomic, phytogeographical and ecological notes were also published. We finally identified 203 Orchidaceae taxa endemic to ACA, among which 193 were used to study the patterns of endemism.<p><p>(ii) In Cameroon, the distribution patterns of both Orchidaceae and Rubiaceae endemic to ACA were studied. Subsampling methods (rarefaction) were applied to calculate diversity and similarity indices and to correct potential bias associated with heterogeneous sampling intensity. A gradient of continentality was confirmed in Cameroon, the coastal part being the richest in taxa endemic to ACA. The Cameroon Mountain and the Kupe/Bakossi mountain massifs have received a great consideration of politics and scientists. On the contrary, the Southern coastal part of Cameroon, though almost as rich as the Northern part, remains poorly known for several plant families.<p>This analysis also allowed us to compare patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae. The differences observed could be mainly due to the terrestrial habit of some Orchidaceae, which are only found in the grasslands of the highest part of the Cameroonian volcanic line where endemic Rubiaceae are rare. Within forest habitats, the concordance between the patterns of endemism of Orchidaceae and Rubiaceae question the widespread use of dispersal ability as a selection criterion for the families used to identify forest refuges. This also confirms the relevance of Orchidaceae as chorological marker.<p><p>Species distribution modelling was used of an in depth study of the ecology, the distribution and the conservation status of Diceratostele gabonensis Summerh. an Orchidaceae endemic to the Guineo-Congolian regional centre of endemism which is only known from very few collections. This method is proved to be appropriate to complete our knowledge on the distribution of rare plant species and to guide the future inventories in tropical Africa.<p><p>(iii) In ACA, an analysis of the distribution of endemic Orchidaceae confirmed the presence and location of several centres of endemism previously identified on the basis of other plant families. This result again supports the use of Orchidaceae as a chorological marker. The chorological study of the endemic Orchidaceae allowed us to propose a new phytogeographical map for ACA. Phytogeographical elements for each of the ten phytochoria described were identified and their floristic affinities were also discussed. Our results (a) support the existence of a phytogeographical barrier, materialized by the Sanaga River, between the two main centres and area of endemism of the ACA, (b) extend the limits of the afromontane archipelago to the Jos Plateau in Nigeria and (c) show the importance of the Ngovayang-Mayombe line to explain the distribution of endemism in ACA. This mountainous line, stretching along the ocean coast from Southern Cameroon to Congo-Brazzaville, corresponds to several forest refuges identified by many authors, and is here considered as an unique but discontinuous area of endemism.<p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La protection des ressources naturelles marines est un enjeu fort pour les décideurs publics. Le développement récent des aires marines protégées (AMP) contribue à ces enjeux de préservation. Les AMP ont pour objectifs de conserver les écosystèmes marins et côtiers tout en favorisant les activités humaines. La complexité de ces objectifs les rend difficiles à atteindre. L’objectif de cette thèse est de mener une analyse ex ante d’un projet d’une AMP aux îles Kuriat (Tunisie). Cette analyse représente une aide aux décideurs pour une meilleure gouvernance en intégrant les acteurs impliqués (pêcheur, visiteur, plaisancier) dans le processus de gestion. Pour ce faire, nous appliquons la méthode d’évaluation contingente (MEC) à des échantillons des pêcheurs et des visiteurs aux îles Kuriat. Nous nous intéressons au traitement des biais de sélection et d’échantillonnage et à l’incertitude sur la spécification des modèles économétriques lors de la mise en œuvre de la MEC. Nous faisons appel au modèle HeckitBMA,qui est une combinaison du modèle de Heckman (1979) et de l’inférence bayésienne, pour calculer le consentement à recevoir des pêcheurs. Nous utilisons aussi le modèle Zero inflated ordered probit (ZIOP), qui est une combinaison d’un probit binaire avec un probit ordonné, pour calculer le consentement à payer des visiteurs après avoir corrigé l’échantillon par imputation multiple. Nos résultats montrent que les groupes d’acteurs se distinguent par leur activité et leur situation économique ce qui les amène à avoir des perceptions différentes. Cela permet aux décideurs d’élaborer une politique de compensation permettant d’indemniser les acteurs ayant subi un préjudice. / The protection of marine natural resources is a major challenge for policy makers. The recent development of marine protected areas (MPAs) contributes to the preservation issues. MPAs are aimed to preserve the marine and coastal ecosystems while promoting human activities. The complexity of these objectives makes them difficult to reach. The purpose of this work is to conduct an ex-ante analysis of a proposed MPA to Kuriat Islands (Tunisia). This analysis is an aid to decision makers for better governance by integrating the actors involved (fisherman, visitor, boater) in the management process. To do this, we use the contingent valuation method (CVM) to samples of fishermen and visitors to the islands Kuriat. We are interested in the treatment of selection and sampling bias and uncertainty about specifying econometric models during the implementation of the CVM. We use the model HeckitBMA, which is a combination of the Heckman model (1979) and Bayesian inference, to calculate the willingness to accept of fishermen. We also use the model Zero inflated ordered probit (ZIOP), which is a combination of a binary probit with an ordered probit, to calculate the willingness to pay of visitors after correcting the sample by multiple imputation. Our results show that groups of actors are distinguished by their activity and economic conditions that cause them to have different perceptions. This allows policy makers to develop a policy of compensation to compensate the players who have been harmed.

Measuring the liquid velocity and turbulence parameters in multiphase flows is a challenging task. In general, measurements based on optical methods are hindered by the presence of the gas phase. In the present work, it is shown that this leads to a sampling bias. Here, particle image velocimetry (PIV) is used to measure the liquid velocity and turbulence in a bubble column for different gas volume flow rates. As a result, passing bubbles lead to a significant sampling bias, which is evaluated by the mean liquid velocity and Reynolds stress tensor components. To overcome the sampling bias a window averaging procedure that waits a time depending on the locally distributed velocity information (hold processor) is derived. The procedure is demonstrated for an analytical test function. The PIV results obtained with the hold processor are reasonable for all values. By using the new procedure, reliable liquid velocity measurements in bubbly flows, which are vitally needed for CFD validation and modeling, are possible. In addition, the findings are general and can be applied to other flow situations and measuring techniques.