Les changements climatiques récents ont mené à l’expansion de la répartition de plusieurs espèces méridionales, mais ont aussi causé l’extinction locale d’espèces se retrouvant à la limite de leur tolérance environnementale. Ces populations en expansion peuvent favoriser différentes stratégies d’histoire de vie en répondant à différents facteurs limitants. Dans cette thèse, je vise à déterminer et quantifier l’effet du climat et des évènements extrêmes sur le cycle de vie complet d’une espèce en expansion (le dindon sauvage) pour comprendre les changements au niveau populationnel ainsi que les mécanismes impliqués dans l’expansion de la distribution d’une espèce. J’ai défini les évènements extrêmes de pluie, d’épaisseur de neige au sol et de température, comme un évènement dont la fréquence est plus rare que le 10e et 90e percentile. En utilisant l’approche « Measure-Understand-Predict » (MUP), j’ai tout d’abord suivi trois populations le long d’un gradient latitudinal de sévérité hivernale pour mesurer l’effet de variables météorologiques sur la dynamique des populations. La survie des dindons sauvages diminuait drastiquement lorsque l’accumulation de neige au sol dépassait 30 cm pour une période de 10 jours et diminuait également avec la température. Au printemps, la persistance de la neige affectait négativement le taux d’initiation de la nidification et l’augmentation de la pluie diminuait la survie des nids. Dans une deuxième étape, j’ai examiné l’impact des évènements climatiques extrêmes et des processus démographiques impliqués dans l’expansion du dindon, liés à la théorie des histoires de vie pour comprendre la relation entre la dynamique de ces populations en expansions avec le climat. J’ai démontré que la fréquence des évènements extrêmes hivernaux et, d’une façon moins importante, les évènements extrêmes estivaux limitaient l’expansion nordique des dindons sauvages. J’ai appuyé, à l’aide de données empiriques et de modélisation, les hypothèses de la théorie classique des invasions biologiques en montrant que les populations en établissement priorisaient les paramètres reproducteurs tandis que la survie adulte était le paramètre démographique affectant le plus la dynamique des populations bien établies. De plus, les populations les plus au nord étaient composées d’individus plus jeunes ayant une espérance de vie plus faible, mais avaient un potentiel d’accroissement plus élevé que les populations établies, comme le suggère cette théorie. Finalement, j’ai projeté l’impact de la récolte sur la dynamique des populations de même que le taux de croissance de cette espèce en utilisant les conditions climatiques futures projetées par les modèles de l’IPCC. Les populations en établissement avaient un taux de récolte potentiel plus élevé, mais la proportion de mâles adultes, possédant des caractéristiques recherchées par les chasseurs, diminuait plus rapidement que dans les populations établies. Dans le futur, la fréquence des évènements extrêmes de pluie devrait augmenter tandis que la fréquence des évènements extrêmes de température hivernale et d’accumulation de neige au sol devraient diminuer après 2060, limitant probablement l’expansion nordique du dindon sauvage jusqu’en 2100. Cette thèse améliore notre compréhension des effets météorologiques et du climat sur l’expansion de la répartition des espèces ainsi que les mécanismes démographiques impliqués, et nous a permis de prédire la probabilité de l’expansion nordique de la répartition du dindon sauvage en réponse aux changements climatiques. / Recent global climate changes have resulted in range expansion for many temperate species but have also led to local extinctions for species living at the fringe of their environmental tolerance. These expanding populations may prioritize different life history strategies by responding differently to limiting factors. In this thesis, we aim to assess and quantify the effect of climate and extreme events on the whole life cycle of an expanding wildlife species (wild turkey) to understand population change and range expansion. I defined an extreme climate event for rain, snow depth and temperature, as events rarer than the 10th and 90th percentile. Using a Measure-Understand-Predict (MUP) approach, I first followed three populations along a latitudinal gradient in winter harshness to measure the effect of weather variables on population dynamics. Winter survival of wild turkeys decreased dramatically when snow depth was over a 30 cm threshold and also decreased with temperature. Snow persistence and precipitation in spring negatively impacted initiation nesting rate and nest survival, respectively. In a second step, I examined the impact of extreme climate events and the demographic mechanisms driving their expansion in the context of life history theory to understand the relationship with climate. I showed that the frequency of extreme winter events and to a lesser extent extreme summer events limited the northern expansion of wild turkeys. I supported the hypotheses of the classical biological invasion theory, with empirical data and modelling, as establishing populations prioritized reproductive parameters while adult survival was the key demographic parameter driving the dynamics of well established populations. Furthermore, more northern populations were composed of younger individuals with a lower life expectancy but had a higher potential growth rate than populations located more southerly as predicted by this theory. Finally, I predicted the impact of the harvest on population dynamics as well as the population growth rate of this species using future climate conditions projected by IPCC-class models. Establishing populations had a higher harvest rate potential but the proportion of adult males, possessing enhanced characteristics sought by hunter, decreased faster than in established populations. In the future, frequency of rain extreme events is predicted to increase while frequency of winter temperature and snow cover extreme events should decrease after 2060, potentially restraining wild turkey northern expansion until at least 2100. This thesis increases our understanding of the effect of weather and climate on range expansion and their underlying demographic mechanisms, and allows us to predict the likelihood of the northern expansion range of wild turkey in response to climate changes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/27078 |
| Date | 24 April 2018 |
| Creators | Lavoie, Maxime |
| Contributors | Tremblay, Jean-Pierre, Blanchette, Pierre |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxiv, 151 pages), application/pdf |
| Coverage | Québec (Sud) |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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